《模擬電子技術(shù)》第章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)二節(jié)

電子技術(shù)《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)》《模擬電子技術(shù)》任課老師：李賦進(jìn)聯(lián)系電話_mail:fv1803@163.comQQ：245603911第1章

半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)一、物質(zhì)分類（按導(dǎo)電性）二、本征半導(dǎo)體目錄一、物質(zhì)分類（按導(dǎo)電性）2、絕緣體：導(dǎo)電性極差的物質(zhì)。其原子的最外層電子受原子核的束縛力很強(qiáng)，外力很難撼動(dòng)。只有在外電場(chǎng)強(qiáng)大到相當(dāng)程度時(shí)才可能導(dǎo)電（擊穿：物質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞?。Ｈ纾憾栊詺怏w、橡膠、干燥的木材等。1、導(dǎo)體：導(dǎo)電性良好的物質(zhì)。其原子的最外層電子（自由電子）受原子核的束縛力很弱，處于劇烈的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在外電場(chǎng)作用下極易產(chǎn)生定向移動(dòng)，形成電流。如：鐵、鋁、銅等金屬元素。1.1半導(dǎo)體3、半導(dǎo)體：導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)。一、物質(zhì)分類（按導(dǎo)電性）其原子的最外層電子受原子核的束縛力大小介于導(dǎo)體與絕緣體之間。其最外層電子受所屬原子（核）的束縛力較小，受相鄰原子核的作用力不可忽視被相鄰原子所共有—稱價(jià)電子形成共價(jià)鍵晶體結(jié)構(gòu)。如：硅（Si）、鍺（Ge）（均為四價(jià)元素：含四個(gè)價(jià)電子）本征半導(dǎo)體：純凈晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。無(wú)雜質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定1.1.1本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeSi將半導(dǎo)體制成“單晶硅”、“多晶硅”，作為半導(dǎo)體電子器件的制作材料。半導(dǎo)體電子元件多用硅和鍺為原料，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。原子結(jié)構(gòu)硅鍺簡(jiǎn)化模型慣性核硅(鍺)的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)價(jià)電子自由電子(束縛電子)空穴空穴空穴可在共價(jià)鍵內(nèi)移動(dòng)四價(jià)元素：硅（Si）、鍺（Ge）+4+4+4+4空穴-電子對(duì)總是成對(duì)出現(xiàn)稱：本證激發(fā)半導(dǎo)體中的可自由移動(dòng)的電荷稱為載流子（載荷電流的粒子）本征激發(fā)：空穴—電子對(duì)復(fù)合：自由電子和空穴在運(yùn)動(dòng)中相遇重新結(jié)合成對(duì)消失的過(guò)程。漂移：自由電子和空穴（電子空穴對(duì)）在電場(chǎng)作用下可以產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)。在室溫或光照下，價(jià)電子獲得足夠能量，擺脫共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，并在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位(空穴)的過(guò)程。本證激發(fā)：本征半導(dǎo)體有關(guān)概念、特點(diǎn)本征半導(dǎo)體: 純凈的半導(dǎo)體載流子: 自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子共價(jià)鍵: 相鄰原子共有價(jià)電子所形成的束縛“鍵”本征半導(dǎo)導(dǎo)體有關(guān)關(guān)概念、、特點(diǎn)導(dǎo)電能力力介于導(dǎo)導(dǎo)體與絕絕緣體之之間受熱或被被光照時(shí)時(shí),導(dǎo)電電能力會(huì)會(huì)有顯著著變化在純凈半半導(dǎo)體（（本征半半導(dǎo)體））中加入入微量元元素導(dǎo)電電能力會(huì)會(huì)有顯著著變化為什么？？問(wèn)題本征半導(dǎo)導(dǎo)體中空空穴數(shù)量量多？電電子數(shù)量量多？本征半導(dǎo)導(dǎo)體帶正正電？帶帶負(fù)電？？1.1.2雜雜質(zhì)半半導(dǎo)體1.N型型半導(dǎo)導(dǎo)體N型+5+4+4+4+4+4核外多一一個(gè)：自自由電子子N型半導(dǎo)導(dǎo)體中：：電子為多數(shù)載流子空穴為少數(shù)載流子載流子總總數(shù)多數(shù)數(shù)載流子子數(shù)電子數(shù)在本征半半導(dǎo)體中中參入高高價(jià)元素素5價(jià)元素素：磷原原子（施施主原子子）正離子（（原子核核內(nèi)多一一個(gè)正電電荷）P型+3+4+4+4+4+4核外多一一個(gè)：空穴P型半導(dǎo)導(dǎo)體中：：空穴—多子電子—少子1.P型型半導(dǎo)體體3價(jià)元素素：硼原原子（受受主原子子）負(fù)離子（（原子核核內(nèi)少一一個(gè)正電電荷）在本征半半導(dǎo)體中中參入低低價(jià)元素素載流子數(shù)數(shù)多數(shù)數(shù)載流子子空穴數(shù)1.1.3PN結(jié)結(jié)及其其單向?qū)?dǎo)電性1.PN結(jié)(PNJunction)的形成載流子的的濃度差引起多子子的擴(kuò)散復(fù)合使交交界面形成空間間電荷區(qū)區(qū)(耗盡層層)空間電荷荷區(qū)特點(diǎn)點(diǎn):內(nèi)電場(chǎng)：：阻止多子子擴(kuò)散，，利于少子子漂移。。內(nèi)建電場(chǎng)場(chǎng)（勢(shì)壘壘）P區(qū)N區(qū)負(fù)離子正離子P區(qū)的多多子空穴穴向N區(qū)區(qū)擴(kuò)散，，留下負(fù)負(fù)離子；；N區(qū)的的多子電電子擴(kuò)散散到P區(qū)區(qū)，留下下正離子子。空穴穴和電子子在交界界面復(fù)合合無(wú)載流流子，，+-擴(kuò)散和和漂移移達(dá)到到動(dòng)態(tài)平平衡擴(kuò)散電電流等等于于漂移移電流流，總電流流I=0。PN結(jié)結(jié)形成成P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)場(chǎng)外電場(chǎng)場(chǎng)外電場(chǎng)場(chǎng)使多多子擴(kuò)散繼繼續(xù)進(jìn)進(jìn)行,在PN結(jié)交交界面面中和和部分分離子子使空間間電荷荷區(qū)變變窄。。IF限流電阻擴(kuò)散運(yùn)運(yùn)動(dòng)加加強(qiáng)形形成正正向電電流IFIF=I多子I少子I多子2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)外加加正向電壓(正向偏置)—forwardbias+-極小漂移電流流(2)外加加反向電壓(反向偏置)—reversebiasP

區(qū)N

區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)反向電壓不利于多子擴(kuò)擴(kuò)散，有利于少子漂漂移，少子漂移空間間電荷區(qū)變寬寬。IRPN結(jié)的單向?qū)щ娦裕赫珜?dǎo)通：電電阻極小，電電流較大;反偏截止：電電阻極大，電電流近似為零零。數(shù)量極少的少少數(shù)載流子漂漂移，形成極小的反反向電流IR反向飽和電流流IS：由于少子數(shù)量量有限，反向向電壓大到一一定程度時(shí)，，不會(huì)再隨著著反向電壓的的升高而變大大，此時(shí)的電電流稱：反向向飽和電流IR=I少子01.2.1晶晶體二極管管的結(jié)構(gòu)、符符號(hào)、類型構(gòu)成：PN結(jié)+引線+管殼=二極管管(Diode)1.2晶體體二極管Dironde1.2.1晶晶體二極管管的結(jié)構(gòu)、符符號(hào)、類型構(gòu)成：PN結(jié)+引線+管殼=二極管管(Diode)符號(hào)：A(anode)C(cathode)分類：按材料分硅二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分點(diǎn)接觸型面接觸型平面型1.2晶體體二極管點(diǎn)接觸型正極引線觸絲N型鍺片外殼負(fù)極引線負(fù)極引線

面接觸型N型鍺PN結(jié)

正極引線鋁合金小球底座金銻合金正極

引線負(fù)極

引線集成電路中平面型PNP型支持襯底通過(guò)電流大通過(guò)電流小1.2.2晶晶體二極管管的伏安特性性1.PN結(jié)結(jié)的伏安特特性反向飽和電流流溫度的電壓當(dāng)量電子電量玻爾茲曼常數(shù)數(shù)當(dāng)T=300(27C)：UT=26mV通過(guò)二極管的的電流iD與其兩端的電電壓uD和反向飽和電電流IS及溫度有關(guān)Boltzmann（奧奧地利）constant（k或或kB））關(guān)于溫度及及能量的一個(gè)個(gè)物理常數(shù)OuD/ViD/mA其中：工程設(shè)計(jì)常用用！PN結(jié)的伏伏安特性呈指指數(shù)曲線1.2.2晶晶體二極管管的伏安特性性1.PN結(jié)結(jié)的伏安特特性反向飽和電流流溫度的電壓當(dāng)量電子電量玻爾茲曼常數(shù)數(shù)當(dāng)T=300(27C)：UT=26mV通過(guò)二極管的的電流iD與其兩端的電電壓uD和反向飽和電電流IS及溫度有關(guān)Boltzmann（奧奧地利）constant（k或或kB））關(guān)于溫度及及能量的一個(gè)個(gè)物理常數(shù)OuD/ViD/mA其中：工程設(shè)計(jì)常用用！PN結(jié)的伏伏安特性呈指指數(shù)曲線OuD/ViD/mAPN結(jié)的伏伏安特性呈指指數(shù)曲線反向飽和電流流正向特性二極管的伏安安特性O(shè)uD/ViD/mA正向特性UthiD=0Uth=0.5V0.1V(硅管)(鍺管)UUthiD急劇上升0UUthUD(on)=(0.60.8)V硅管0.7V(0.20.4)V鍺管0.3V反向特性ISU(BR)反向擊穿電壓壓︱U(BR)︱>︱U︱>0iD=IS<0.1A(硅)，幾十A(鍺)︱U︱>︱U(BR)︱反向電流急劇劇增大，頻臨損毀！反向擊穿：導(dǎo)通電壓電擊穿熱擊穿死區(qū)電壓正向特性二極管的伏安安特性O(shè)uD/ViD/mA正向特性Uth死區(qū)電壓iD=0Uth=0.5V0.1V(硅管)(鍺管)UUthiD急劇上升0UUthUD(on)=(0.60.8)V硅管0.7V(0.20.4)V鍺管0.3V反向特性ISU(BR)反向向擊擊穿穿︱U(BR)︱>︱U︱>0iD=IS<0.1A(硅硅)幾十十A(鍺鍺)︱U︱>︱U(BR)︱反向向電電流流急急劇劇增增大大(反反向向擊擊穿穿)導(dǎo)通通電電壓壓反向向擊擊穿穿類類型型：：電擊擊穿穿熱擊擊穿穿反向向擊擊穿穿原原因因：齊納納擊擊穿穿：(Zener)反向向電電場(chǎng)場(chǎng)太太強(qiáng)強(qiáng)，，將將電電子子強(qiáng)強(qiáng)行行拉拉出出共共價(jià)價(jià)鍵鍵。。(硅硅管管齊齊納納擊穿電電壓壓<6V，負(fù)溫度度系系數(shù)數(shù))雪崩崩擊擊穿穿：：反向向電電場(chǎng)場(chǎng)使使電電子子加加速速，，動(dòng)動(dòng)能能增增大大，，撞撞擊擊使自自由由電電子子數(shù)數(shù)突突增增。?！狿N結(jié)結(jié)未未損損壞壞，，【【即齊納納擊擊穿穿，，可恢恢復(fù)復(fù)：：斷電電即即恢恢復(fù)復(fù)（（如如：：穩(wěn)壓壓二二極極管管）—PN結(jié)結(jié)燒燒毀毀。?！尽炯醇囱┍辣罁魮舸┐?，，不可可恢恢復(fù)復(fù)】(硅硅管管雪雪崩崩擊穿穿電壓壓>6V，正正溫度度系系數(shù)數(shù))溫度度升升高高時(shí)時(shí)擊擊穿穿電電壓壓有有所所下下降降溫度度升升高高時(shí)時(shí)擊擊穿穿電電壓壓有有所所上上升升擊穿穿電電壓壓在在6V左右右時(shí)時(shí)，，溫溫度度系系數(shù)數(shù)趨趨近近零零。。當(dāng)需需要要獲獲得得不不隨隨溫溫度度變變化化的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)電電壓壓時(shí)時(shí)，，可可以以將將一一只只齊齊納納擊擊穿穿二二極極管管和和一一只只雪雪崩崩擊擊穿穿二二極極管管串串聯(lián)聯(lián)起起來(lái)來(lái)，，只只要要選選材材適適當(dāng)當(dāng)，，可可以以使使這這兩兩個(gè)個(gè)二二極極管管的的總總電電壓壓在在相相當(dāng)當(dāng)大大的的溫溫度度變變化化范范圍圍內(nèi)內(nèi)維維持持穩(wěn)穩(wěn)定定。。硅管管雪雪崩崩擊穿穿電電壓壓>6V，，正正溫度度系系數(shù)數(shù),溫度度升升高高時(shí)時(shí)擊擊穿穿電電壓壓有有所所上上升升硅管管齊齊納納擊穿電壓壓<6V，負(fù)溫度系數(shù)數(shù)),溫度升高高時(shí)擊穿穿電壓有有所下降降硅管的伏伏安特性性鍺管的伏伏安特性性604020–0.02–0.0400.40.8–25–50iD

/mAuD/ViD

/mAuD

/V0.20.4–25–5051015–0.01–0.020硅管和鍺鍺管：導(dǎo)通電壓壓uON有何不同同？反向飽和和電流iS有何不同同？授課結(jié)束束

20130319周二34節(jié)溫度對(duì)二二極管特特性的影影響604020–0.0200.4–25–50iD

/mAuD/V20C90CT升高時(shí)：通過(guò)二極極管的電電流iD上升導(dǎo)通電壓壓UD(on)下降下降速率率：(22.5)mV/C(負(fù)溫度度系數(shù))硅二極管管溫度每每增加8℃，反反向電流流將約增增加一倍倍；2.電路路模型（1）二二極管的的理想模模型（開開關(guān)模型型）特性u(píng)DiD符號(hào)及等效模型型SS正偏導(dǎo)通通理想狀狀態(tài)：uD=0；；二極管加加反向電電壓：截截止二極管加加正向電電壓：導(dǎo)導(dǎo)通反偏截止止理想狀狀態(tài)：iD=0U(BR)=（2）二二極管的的簡(jiǎn)化模模型（恒恒壓模型型）uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7V(Si)0.3V(Ge)二極管加加反向電電壓：截截止二極管加加正向電電壓：導(dǎo)導(dǎo)通恒壓模型型1.2.3晶晶體二極極管的主主要參數(shù)數(shù)1.IF—最大整流流電流(最大正正向平均電流)2.URM—最高反向向工作電電壓，為U(BR)/23.IR—反向電流流(越小單單向?qū)щ婋娦栽胶煤?4.fM—最高工作作頻率(超過(guò)時(shí)時(shí)單向?qū)?dǎo)電性變變差)iDuDU(BR)IFURMO*影響工工作頻率率的原因因—PN結(jié)結(jié)的電容容效應(yīng)結(jié)論：1.低低頻時(shí)，因結(jié)結(jié)電容很很小，容容抗很大大，對(duì)PN結(jié)結(jié)影響響很小。。高頻時(shí)，因容容抗減小小，使信號(hào)被分分流，導(dǎo)致單向?qū)?dǎo)電性變變差。2.結(jié)結(jié)面積愈愈小，結(jié)結(jié)電容愈愈小，工工作頻率率愈高。。半導(dǎo)體二二極管的的型號(hào)中國(guó)國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)：：半導(dǎo)體體器件型型號(hào)命名名舉例：：2AP9用數(shù)字代代表同類類型器件件的不同同型號(hào)用字母代代表器件件的類型型，P代代表普通通管用字母代代表器件件的材料料，A代代表N型型GeB代表P型Ge，C代代表N型型Si，，D代表表P型Si2代表二二極管，，3代表表三極管管半導(dǎo)體器器件命名名的國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)與與各國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)1.2.4晶晶體二二極管的的溫度特特性硅二極管管：溫度度每增加加8℃，，反向電電流約增增加一倍倍；鍺二極管管：溫度度每增加加12℃℃，反向向電流大大約增加加一倍溫度升高高時(shí)：二二極管的的正向壓壓降將減減?。ㄘ?fù)的溫度度系數(shù)）每增加1℃，正正向壓降降VF(Vd)大約減減小2mV1.2.6晶晶體二極極管的應(yīng)應(yīng)用整流—交交流轉(zhuǎn)換換為直流流檢波—檢檢出有意意義信號(hào)號(hào)開關(guān)—邏邏輯電路路（計(jì)算算機(jī)）穩(wěn)壓—穩(wěn)穩(wěn)定電壓壓限幅—令令幅度不不超過(guò)規(guī)規(guī)定值鉗位—令令幅度固固定于規(guī)規(guī)定值例：ui=2sint(V)，分分析二極極管的限限幅作用用。ui<0.7V：不限限幅D1、D2均截止uO=uiuO=0.7Vui0.7V：正正半周期期被限幅幅D2導(dǎo)通D１截止ui<0.7VD1導(dǎo)通D2截止uO=0.7V1.限限幅：利用二極極管限制制輸出電電壓幅度度OtuO/V0.7Otui

/V20.7練習(xí)：已已知ui=4sint(V)，二二極管為為理想二二極管，，畫出uo的波形形。輸出高于于2V+0.7V的部部分輸出低于于2V+0.7V的部部分2.鉗鉗位：利用二極極管將信信號(hào)“鉗鉗制”在在不同的的直流電電位utut基準(zhǔn)電壓壓下移002V1.2.6穩(wěn)穩(wěn)壓壓、發(fā)光光、光電電、變?nèi)萑荻O管管簡(jiǎn)介伏安特性性符號(hào)工作條件件：反向擊穿穿iZ/mAuZ/VOUZIZminIZmaxUZIZIZ1、穩(wěn)壓壓二極管管穩(wěn)壓值：：反向擊穿穿電壓值值-UZ穩(wěn)壓二極極管主要參數(shù)數(shù)1）穩(wěn)定電壓壓UZ流過(guò)規(guī)定定電流時(shí)時(shí)穩(wěn)壓管管兩端的反向電壓壓值。2）穩(wěn)定電流流IZ越大穩(wěn)壓壓效果越越好，太?。ㄐ⌒∮贗min））時(shí)不穩(wěn)壓壓。3）最大工作作電流IZM最大耗散散功率PZMPZM=UZIZM4）動(dòng)態(tài)電阻阻rZrZ=UZ/IZ越小穩(wěn)壓壓效果越越好。幾幾十符號(hào)和特特性工作條件件：正向偏置置一般工作作電流幾十mA（幾幾個(gè)mA即會(huì)發(fā)發(fā)光），導(dǎo)通電壓壓(12)V符號(hào)u/Vi

/mAO2特性2、發(fā)光二極極管LED(LightEmittingDiode)主要參數(shù)電學(xué)參數(shù)：：IFM，U(BR)，IR光學(xué)參數(shù)：：峰值波長(zhǎng)P，亮度L，光通量發(fā)光類型：：可見光：紅、黃、綠綠顯示類型：：普通LED，不可見光：：紅外光點(diǎn)陣LED七段LED,實(shí)物照片3.光敏二二極管1．符號(hào)和和特性符號(hào)特性u(píng)iO暗電流E=200lxE=400lx工作條件：：反向偏置2.主要要參數(shù)電學(xué)參數(shù)：：暗電流，光光電流，工工作范圍光學(xué)參數(shù)：：光譜范圍，，峰值波長(zhǎng)長(zhǎng)，靈敏度度實(shí)物照片原理：工作于反向偏置狀態(tài)。被（（特定）光線照射時(shí)，內(nèi)阻變變小，通過(guò)過(guò)電流增大光線增強(qiáng)反向飽和電電流電流增增大光通量單位位：Lumen流明明=1燭光光4.變?nèi)荻O管特點(diǎn)：結(jié)電容隨隨反向電壓壓的增加而而減少符號(hào)應(yīng)用：高頻技術(shù)術(shù)中應(yīng)用較較多C(pF)-V(V)原理：工作于反向偏置狀態(tài)。其結(jié)電容的大大小與其兩兩端的電壓壓成反比。反向偏壓§1.3晶體三極管管一、晶體管管的結(jié)構(gòu)和和符號(hào)二、晶體管管的放大原原理三、晶體管管的共射輸輸入特性和和輸出特性性四、溫度對(duì)對(duì)晶體管特特性的影響響五、主要參參數(shù)常用縮寫：：BJTBipolarJunctionTransistor雙極結(jié)結(jié)式晶體管管一、晶體管管的結(jié)構(gòu)和和符號(hào)多子濃度高高多子濃度很很低，且很很薄面積大晶體管有三三個(gè)極、三三個(gè)區(qū)、兩兩個(gè)PN結(jié)結(jié)。小功率管中功率管大功率管為什么有孔？emitterbasecollector二、晶體管管的放大原原理擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形形成發(fā)射極極電流IE，復(fù)合運(yùn)動(dòng)動(dòng)形成基極極電流IB，漂移運(yùn)動(dòng)動(dòng)形成集電電極電流IC。少數(shù)載流子子的運(yùn)動(dòng)因發(fā)射區(qū)多多子濃度高高使大量電電子從發(fā)射射區(qū)擴(kuò)散到到基區(qū)因基區(qū)薄且且多子濃度度低，使極極少數(shù)擴(kuò)散散到基區(qū)的的電子與空空穴復(fù)合因集電區(qū)面面積大，在在外電場(chǎng)作作用下大部部分?jǐn)U散到到基區(qū)的電電子漂移到到集電區(qū)基區(qū)空穴的的擴(kuò)散電流分配：：IE＝IB＋I(xiàn)CIE－擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)動(dòng)形成的電電流IB－復(fù)合運(yùn)動(dòng)動(dòng)形成的電電流IC－漂移運(yùn)動(dòng)動(dòng)形成的電電流IEICIB反向飽和電電流通常用來(lái)描描述發(fā)射極極開路時(shí)，，集電極與與基極之間間的反向漏漏電流（少少子復(fù)合形形成）。穿透電流是基極開路路，集電極極與發(fā)射極極之間的反反向漏電流流，即Iceo。因基極開路路，少子復(fù)復(fù)合形成的的Icbo只能流向向發(fā)射極，，由于存在在電流放大大系數(shù)β，，所以此時(shí)時(shí)集電極電電流是β*Icbo，而發(fā)發(fā)射極電流流為：Iceo＝（（1＋β））×Icbo。為什么基極極開路，集集電極回路路會(huì)有穿透透電流？穿透電流集電結(jié)反向向電流直流電流放放大系數(shù)交流電流放放大系數(shù)P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)PN結(jié)和和二極管一、晶體管管的結(jié)構(gòu)和和符號(hào)多子濃度高高多子濃度很很低，且很很薄面積大晶體管有三三個(gè)極、三三個(gè)區(qū)、兩兩個(gè)PN結(jié)結(jié)。小功率管中功率管大功率管為什么有孔？emitterbasecollectorPN結(jié)和和三極管E發(fā)射極極B基極C集電極極emitterbasecollector發(fā)射結(jié)集電結(jié)典型的放大大器是共發(fā)發(fā)射極放大大器一、三極管管放大原理理1)發(fā)射區(qū)向基基區(qū)注入多多子(電子)，形成發(fā)射極極電流IE。ICN多數(shù)電子向向BC結(jié)結(jié)方向擴(kuò)擴(kuò)散形成ICN。IE少數(shù)電子與與空穴復(fù)合合，形成IBN。IBNIB來(lái)源基極電源提提供(IB)集電區(qū)少子子漂移(ICBO)ICBOIB即：IB=IBN–ICBO2)電子到達(dá)達(dá)基區(qū)后后：基區(qū)少子子空穴因因濃度低低而忽略略即：基區(qū)區(qū)的空穴穴（注：電電流與電電子流方方向相反反）發(fā)射結(jié)正正偏置集電結(jié)負(fù)負(fù)偏置放大條件件多數(shù)電子子向集集電結(jié)方方向擴(kuò)散散形成ICN。ICNIEIBNICBOIB3)集電區(qū)收收集擴(kuò)散散而來(lái)的的載流子子ICN形成集電電極電流流ICICIC=ICN+ICBO見上頁(yè)：：IB=IBN–ICBOIE=IC+IB顯見：IEIC因?yàn)镮B極小，，故：：極小IEICN又：見下頁(yè)頁(yè)：二、三三極管管電流流分配配授課：：0326周周二34節(jié)節(jié)三、晶晶體管管的共共射輸輸入特特性和和輸出出特性性1.輸輸入特特性曲曲線固定VCC的值改變VBB的值測(cè)得iB的值固定VCC的值即：改改變VBE的值測(cè)得多多點(diǎn)iB值固定VCC的值，，改變變VBB的值，，測(cè)得得多點(diǎn)點(diǎn)iB值，連連接各各點(diǎn)，，繪出出曲線線β如何放放大？？三、晶晶體管管的共共射輸輸入特特性和和輸出出特性性對(duì)于小小功率率晶體體管，，UCE等于1V的的輸入入特性性曲線線可以以取代代UCE大于1V的的所有有輸入入特性性曲線線。1.輸輸入特特性曲曲線為什么么UCE增大，，輸入入曲線線右移移？為什么么像PN結(jié)結(jié)的伏伏安特特性？？為什么么UCE增大到到一定定值曲曲線右右移就就不明明顯了了？本來(lái)就就是發(fā)發(fā)射結(jié)結(jié)：PN結(jié)結(jié)Uce增大大，吸吸引力力增強(qiáng)強(qiáng)，將將大部部分多多子拉拉向集集電極極，基基極復(fù)復(fù)合形形成的的Ib必然然減小小。所所以同同樣大大小的的Ube，，Uce愈愈大而而Ib則愈愈小。。因?yàn)榘l(fā)發(fā)射極極能提提供的的多子子是有有限的的，達(dá)達(dá)到極極限值值，就就不會(huì)會(huì)再隨隨著Uce的增增大而而增加加了。。答案答案答案2.輸輸出特性性曲線固定iB的值，改改變VCC的值，測(cè)測(cè)得多點(diǎn)點(diǎn)iC值，繪成成曲線。。固定iB的值固定iB的值改變VCC的值改變VCC的值測(cè)得的iC值測(cè)得的iC值當(dāng)然，應(yīng)應(yīng)先測(cè)，，后繪如何放大大？如何放大大？如何放大大？β若干微伏伏（微安安）若干伏特特（安培培）幾十到幾幾百倍的的放大量量~Ib~Ic2.輸輸出特性性曲線固定iB的值，改改變VCC的值，測(cè)測(cè)得多點(diǎn)點(diǎn)iC值，繪成成曲線。。改變VCC的值改變VCC的值測(cè)得的iC值測(cè)得的iC值當(dāng)然，應(yīng)應(yīng)先測(cè)，，后繪如何放大大？β若干微伏伏（微安安）固定iB的值若干伏特特（安培培）固定iB的值2.輸輸出特性性確定一個(gè)個(gè)IB值，改變變uCE，就會(huì)得到到一條隨隨uCE變化的iC曲線。飽和區(qū)放大區(qū)iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321ICEOIb接近近0，Uce再再大，Ic也不不會(huì)增大大了。Ib>>Ic/，Ic為最最大值（（即使Uce很?。＝刂箙^(qū)2.輸輸出特性性曲線iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321ICEO在發(fā)射極極正偏作作用下涌涌入基極極的多子子，少數(shù)數(shù)在基極極復(fù)合，，形成Ib，多多數(shù)等待待進(jìn)入集集電極。。較小的的Uce即可將將基極的的大量多多子吸引引到集電電極，形形成Ic。特性曲線不不隨溫度變變化而變化化時(shí)什么是理想想晶體管？？β是常數(shù)嗎？？在放大區(qū)內(nèi)內(nèi)是的為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？？進(jìn)入放大大區(qū)曲線幾幾乎是橫軸軸的平行線線？（1）截止止區(qū)條件：兩個(gè)結(jié)反偏偏特點(diǎn)：IB0IC=ICEO0（2）飽和區(qū)條件：兩個(gè)結(jié)正偏特點(diǎn)：IB

>>

IC/

臨界飽和時(shí)：uCE

=uBE深度飽和時(shí)： UCE(SAT)=0.3V(硅管) 0.1V(鍺管)（3）放大區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏特點(diǎn)：水平、等間隔三個(gè)工作區(qū)區(qū)2.輸出出特性β是常數(shù)嗎？什么是理想晶體管？什么情況下?對(duì)應(yīng)于一個(gè)個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線線。為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？？為什么進(jìn)進(jìn)入放大狀狀態(tài)曲線幾幾乎是橫軸軸的平行線線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)10μA晶體管的三三個(gè)工作區(qū)區(qū)域狀態(tài)uBEiCuCE截止＜UonICEOVCC放大≥UonβiB≥uBE飽和≥Uon＜βiB

≤uBE在放大狀態(tài)態(tài)，輸出電電流iC基本僅僅決決定于輸入入電流iB，即可認(rèn)為為輸出電流流iC僅僅被輸入入電流iB所控制iC：放大區(qū)等效效狀態(tài)：三個(gè)工作區(qū)區(qū)域的工作作狀態(tài)比較較：截止?fàn)顟B(tài)=開關(guān)關(guān)斷開輸入電流iB=0，輸出電流iC=0，uCE=VCC飽和狀態(tài)=開關(guān)關(guān)閉合輸入電流iB>>Ic/β輸出電流iC=Ic(max)輸出電壓uCE=0四、溫度對(duì)對(duì)晶體管特特性的影響響少子：電子子空穴對(duì)增增加溫度升高，，會(huì)使電路路不穩(wěn)定??！五、主要參參數(shù)

直流參數(shù)：、、ICBO、ICEOc-e間擊擊穿電壓最大集電極極電流最大集電極極耗散功率率，PCM＝iCuCE安全工作區(qū)區(qū)交流參數(shù)：：β、α、fT（使β＝1時(shí)的工作作信號(hào)頻率））極限參數(shù)：ICM、PCM、U（BR）CEO共射電路直流流電流放大倍倍數(shù)共基電路直流流電流放大倍倍數(shù)共射電路交流流電流放大倍倍數(shù)共基電路交流流電流放大倍倍數(shù)討論一由圖示特性求求出：ICM=？U（BR）CEO=？2.7uCE=1V時(shí)的iC就是ICMU（BR）CEOPCM=？β=？>4mA>25V2.7mA*10V=27mW2.7mA/27uA=2700uA/27uA=100補(bǔ)充：判斷三極管工工作狀態(tài)的三三種方法。發(fā)射結(jié)集電極截止放大飽和反偏或零偏正偏正偏反偏反偏正偏或零偏1)三極管管結(jié)偏置的判判定方法結(jié)偏置工作狀態(tài)2)三極管管電流關(guān)系判判定法IBICIE截止放大飽和0>0IB>IBS(臨界飽和基極電流)0IB<IB0IB+IC=(1+)IE<(1+)IE各極電流電流關(guān)系工作狀態(tài)3)三極管管電位判定法法VBVC截止放大飽和<Uon(=0.5)0.70.7VCCVCES<VC<VCCVCES各位電位工作狀態(tài)共射電路三極極管各極電位位(對(duì)”地””而言)VB和VC和三極管的工作狀狀態(tài)(以NPN管為例)即:VC>VB>VENPN管VC<VB<VEPNP管注:多數(shù)NPN管管由Si材料料制成,PN結(jié)的導(dǎo)通壓壓降一般為0.6-0.7;多數(shù)PNP管由Ge材料制成成,PN結(jié)的的導(dǎo)通壓降一一般為0.2-0.3;VCES：飽飽和壓降,,對(duì)硅管而言言,臨界飽和和時(shí)為0.7,,深度飽飽和時(shí)為0.3例：測(cè)得量三三極管三個(gè)電電極對(duì)地電位位如下圖所示示，試判斷三三極管的工作作狀態(tài)。放大截止飽和Re1.3.4晶晶體三極極管的主要參參數(shù)1、晶體管的的主要性能參參數(shù)（1）共發(fā)發(fā)射極電流放放大系數(shù)iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321—直流電流流放大系數(shù)—交流電流流放大系數(shù)一般為幾十幾百Q(mào)（2）極極間反向向飽和電電流CB極間反向飽飽和電流流ICBO，CE極間反向飽飽和電流流ICEO。2、三極極管的主主要極限限參數(shù)1.ICM—集電電極最大大允許電電流，超超過(guò)時(shí)值明顯降降低。2.PCM—集電電極最大大允許功功率損耗耗PC=iCuCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)U(BR)CBO—發(fā)射射極開路路時(shí)C、B極極間反反向擊穿穿電壓。。3.U(BR)CEO—基極極開路時(shí)時(shí)C、、E極極間反向向擊穿電電壓。U(BR)EBO—集電電極極開開路時(shí)E、B極間間反向擊擊穿電壓壓。U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBO*1.3.4溫溫度對(duì)對(duì)三極管管特性曲曲線的影影響1.溫溫度升升高，輸輸入特性性曲線向左移。。溫度每升升高1C，UBE(22.5)mV。溫度每升升高10C，ICBO約增大1倍倍。OT2>T12.溫溫度升高高，輸出出特性曲曲線向上移。。iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=0溫度每升升高1C，(0.51)%。輸出特性性曲線間間距增大大。O溫度升高高溫度升更更高討論二：：利用Multisim測(cè)試晶晶體管的的輸出特特性利用Multisim分析圖圖示電路路在V2小于何何值時(shí)晶晶體管截截止、大大于何值值時(shí)晶體體管飽和和。討論三以V2作作為輸入入、以節(jié)節(jié)點(diǎn)1作作為輸出出，采用用直流掃掃描的方方法可得得！約小于0.5V時(shí)截止止約大于1V時(shí)飽飽和描述輸出出電壓與與輸出電電壓之間間函數(shù)關(guān)關(guān)系的曲曲線，稱稱為電壓壓傳輸特特性。1.4場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管引言：場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)管管的特點(diǎn)點(diǎn)1.4.1場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管的類型、特點(diǎn)1.4.3場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管的特特性曲線線1.4.2場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管的工工作原理理1.4.4場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管的符符號(hào)表示示及主要要參數(shù)三極管授授課結(jié)結(jié)束場(chǎng)效應(yīng)管管FET(FieldEffectTransistor)晶體管：：BJTBipolarJunctionTransistor雙極(結(jié)結(jié))型晶晶體管場(chǎng)效應(yīng)管管結(jié)型JFET(JunctionFieldEffectTransistor)絕緣柵型型IGFET(InsulatedGateFET)也稱金屬屬氧化物物半導(dǎo)體體三極管管（MetalOxideSemiconductorFET,簡(jiǎn)寫寫為MOSFET或MOS）場(chǎng)效應(yīng)管管有兩種種類型特點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管管與雙極極型晶體體管不同同之處：：?jiǎn)螛O性器器件：只只有一種種載流子子：多子子導(dǎo)電輸入阻抗抗高：1071015，IGFET達(dá)達(dá)1015溫度穩(wěn)定定性好。。工藝簡(jiǎn)單單、體積積小、功功耗小、、成本低低特點(diǎn)點(diǎn)：：1.單單極極性性器器件件(每每個(gè)個(gè)FET中中只只有有一種種載載流流子子導(dǎo)導(dǎo)電電)3.工工藝藝簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、、易易集集成成、、功功耗耗小小、、體積積小小、、成成本本低低2.輸輸入入電電阻阻高高(1071015，IGFET可可高高達(dá)達(dá)1015)N基底底：：N型型半半導(dǎo)導(dǎo)體體PP兩邊邊是是P區(qū)區(qū)G(柵柵極極)S源源極極D漏漏極極一、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)1.5.1結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管:導(dǎo)電電溝溝道道1.4.1場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)N基底底：：N型型半半導(dǎo)導(dǎo)體體PP兩邊邊是是P區(qū)區(qū)G(柵柵極極)S源源極極D漏漏極極導(dǎo)電電溝溝道道NPPG(柵極)S源極D漏極電路路符符號(hào)號(hào)DGSDGSN溝溝道道結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管PNNG(柵極)S源極D漏極P溝道道結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管DGSDGS電路路符符號(hào)號(hào)二、、工工作作原原理理（（以以P溝道道為為例例））UDS=0V時(shí)時(shí)PGSDUDSUGSNNNNID柵-源源(G-S)反反偏偏放放大大：：輸入入PN結(jié)反反偏偏，，反反偏偏壓壓UGS越大大耗耗盡盡區(qū)區(qū)越越寬寬，，導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道越越窄窄。。PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時(shí)時(shí)NNUGS越大大耗耗盡盡區(qū)區(qū)越越寬寬，，溝溝道道越越窄窄，，電電阻阻越越大大。。但當(dāng)當(dāng)UGS較小小時(shí)時(shí)，，耗耗盡盡區(qū)區(qū)寬寬度度有有限限，，存存在在導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道。。DS間間相相當(dāng)當(dāng)于于線線性性電電阻阻。。PGSDUDSUGSNNUDS=0時(shí)時(shí)UGS達(dá)到到一一定定值值時(shí)時(shí)（（夾斷斷電電壓壓VP）,耗盡盡區(qū)區(qū)碰碰到到一一起起，，DS間被被夾夾斷斷，，這這時(shí)時(shí)，，即即使使UDS0V，，漏極極電電流流ID=0A。。IDPGSDUDSUGSUGS<Vp且UDS>0、、UGD<VP時(shí)耗耗盡盡區(qū)區(qū)的的形形狀狀NN越靠靠近近漏漏端端，，PN結(jié)反反壓壓越越大大IDPGSDUDSUGSUGS<Vp且UDS較大大時(shí)時(shí)UGD<VP時(shí)耗耗盡盡區(qū)區(qū)的的形形狀狀NN溝道道中中仍仍是是電電阻阻特特性性，，但但是是是是非非線線性性電電阻阻。。IDGSDUDSUGSUGS<VpUGD=VP時(shí)NN漏端端的的溝溝道道被被夾夾斷斷，，稱稱為為予夾夾斷斷。。UDS增大大則則被被夾夾斷斷區(qū)區(qū)向向下下延延伸伸。。IDGSDUDSUGSUGS<VpUGD=VP時(shí)NN此時(shí)時(shí)，，電電流流ID由未未被被夾夾斷斷區(qū)區(qū)域域中中的的載載流流子子形形成成，，基基本本不不隨隨UDS的增增加加而而增增加加，，呈呈恒恒流流特特性性。。ID三、、特特性性曲曲線線UGS0IDIDSSVP飽和和漏漏極極電電流流夾斷斷電電壓壓轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線一定定UDS下的的ID-UGS曲線線予夾斷曲線IDUDS2VUGS=0V1V3V4V5V可變電阻區(qū)夾斷區(qū)恒流流區(qū)區(qū)輸出出特特性性曲曲線線0N溝溝道道結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的特特性性曲曲線線轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線UGS0IDIDSSVP輸出出特特性性曲曲線線IDUDS0UGS=0V-1V-3V-4V-5VN溝道道結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的特特性性曲曲線線結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的缺缺點(diǎn)點(diǎn)：：1.柵柵源源極極間間的的電電阻阻雖雖然然可可達(dá)達(dá)107以上上，，但但在在某某些些場(chǎng)場(chǎng)合合仍仍嫌嫌不不夠夠高高。。3.柵柵源源極極間間的的PN結(jié)結(jié)加加正正向向電電壓壓時(shí)時(shí)，，將將出出現(xiàn)現(xiàn)較較大大的的柵柵極極電電流流。。絕緣緣柵柵場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管可可以以很很好好地地解解決決這這些些問(wèn)問(wèn)題題。。2.在在高高溫溫下下，，PN結(jié)結(jié)的的反反向向電電流流增增大大，，柵柵源源極極間間的的電電阻阻會(huì)會(huì)顯顯著著下下降降。。1.5.2絕絕緣緣柵柵場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管:一、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和電電路路符符號(hào)號(hào)PNNGSDP型基基底底兩個(gè)個(gè)N區(qū)SiO2絕緣緣層層導(dǎo)電電溝溝道道金屬屬鋁鋁GSDN溝道道增增強(qiáng)強(qiáng)型型N溝道道耗耗盡盡型型PNNGSD予埋埋了了導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道GSDNPPGSDGSDP溝道道增增強(qiáng)強(qiáng)型型P溝道道耗耗盡盡型型NPPGSDGSD予埋埋了了導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道二、、MOS管的的工工作作原原理理以N溝道道增增強(qiáng)強(qiáng)型型為為例例PNNGSDUDSUGSUGS=0時(shí)D-S間相當(dāng)于兩個(gè)反接的PN結(jié)ID=0對(duì)應(yīng)應(yīng)截截止止區(qū)區(qū)PNNGSDUDSUGSUGS>0時(shí)UGS足夠大時(shí)（UGS>VT）感應(yīng)出足夠多電子，這里出現(xiàn)以電子導(dǎo)電為主的N型導(dǎo)電溝道。感應(yīng)應(yīng)出出電電子子VT稱為為閾閾值值電電壓壓UGS較小小時(shí)時(shí)，，導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道相相當(dāng)當(dāng)于于電電阻阻將將D-S連接接起起來(lái)來(lái)，，UGS越大大此此電電阻阻越越小小。。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS當(dāng)UDS不太太大大時(shí)時(shí)，，導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道在在兩兩個(gè)個(gè)N區(qū)間間是是均均勻勻的的。。當(dāng)UDS較大大時(shí)時(shí)，，靠靠近近D區(qū)的的導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道變變窄窄。。PNNGSDUDSUGS夾斷后，即使UDS繼續(xù)增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加加，，UGD=VT時(shí)，，靠靠近近D端的的溝溝道道被被夾夾斷斷，，稱稱為為予予夾夾斷斷。。三、、增增強(qiáng)強(qiáng)型型N溝道道MOS管的的特特性性曲曲線線轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線0IDUGSVT輸出出特特性性曲曲線線IDUDS0UGS>0四、、耗耗盡盡型型N溝道道MOS管的的特特性性曲曲線線耗盡盡型型的的MOS管UGS=0時(shí)就就有有導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道，，加加反反向向電電壓壓才才能能夾夾斷斷。。轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線0IDUGSVT輸出出特特性性曲曲線線IDUDS0UGS=0UGS<0UGS>0N溝溝道道JFETP溝溝道道JFET1.4.1場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的類類型型1））UGS對(duì)溝溝道道的的控控制制作作用用當(dāng)UGS<0，，PN結(jié)結(jié)反反偏偏，，溝溝道道均均勻勻變變窄窄改變變UGS的大大小小可可有有效效控控制制溝溝道道電電阻阻大大小小.若若UDS>0(一一定定),則則漏漏源源電電流流iDS電流流將將受受UGS的控控制制,|UGS|增增大大,iDS減少少.1.4.2場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理2））UDS對(duì)溝溝道道的的控控制制作作用用uGS0，，uDS>0此時(shí)時(shí)uGD=VP；溝道道楔楔型型耗盡盡層層剛剛相相碰碰時(shí)時(shí)稱稱預(yù)夾夾斷斷。。當(dāng)uDS，，預(yù)夾夾斷斷點(diǎn)下移移。。預(yù)夾斷uGS=0uGS改變變時(shí)時(shí)預(yù)夾夾斷斷預(yù)夾夾斷斷軌軌跡跡預(yù)夾夾點(diǎn)點(diǎn)N溝溝道道JFET的的輸輸出出特特性性輸出出特特性性曲曲線線：：iD=f(uDS)uGS=const結(jié)論論:FFET柵柵極極、、溝溝道道之之間間的的PN結(jié)結(jié)反反向向偏偏置置的的，，iG幾乎乎為為零零，，輸輸入入電電阻阻較較高高JFET是是電電壓壓控控制制電電流流器器件件，，iD受UGS控制制預(yù)夾夾斷斷前前，，iD與UDS呈近近似似線線性性關(guān)關(guān)系系；；預(yù)預(yù)夾夾斷斷后后；；iD趨于于飽飽和和四個(gè)個(gè)區(qū)區(qū)：：（a））可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)（（預(yù)預(yù)夾夾斷斷前前））。。（b））恒恒流流區(qū)區(qū)也也稱稱飽飽和和區(qū)（（預(yù)預(yù)夾夾斷斷后后））。。（c））夾夾斷斷區(qū)區(qū)（（截截止止區(qū)區(qū)））。。（d））擊擊穿穿區(qū)區(qū)。。可變變電電阻阻區(qū)區(qū)恒流區(qū)截止區(qū)擊穿區(qū)VP當(dāng)VPuGS0時(shí)時(shí),uGSiDIDSSuDSiDuGS=–3V–2V–1V0V–3VOO轉(zhuǎn)移特性性曲線：iD=f(uGS)uDS=const1.4.3場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管的特特性曲線線增強(qiáng)型N溝道SGDBiD增強(qiáng)型P溝道SGDBiD2–2OuGS/ViD/mAVTSGDBiD耗盡型N溝道iDSGDB耗盡型P溝道VPIDSSuGS/ViD/mA–5O51.場(chǎng)效效應(yīng)管的的符號(hào)表表示1.4.4場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管的符符號(hào)表示示及主要要參數(shù)OuDS/ViD/mA5V2V0V–2VuGS=2V0V–2V–5VN溝道結(jié)型SGDiDSGDiDP溝道結(jié)型uGS/ViD/mA5–5OIDSSVPOuDS/ViD/mA5V2V0VuGS=0V–2V–5V2.場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管的主主要參數(shù)數(shù)（1）開開啟電壓壓VT(增強(qiáng)型型)夾斷電壓壓VP(耗盡型型)指uDS=某值值，使漏漏極電流iD為某一小小電流時(shí)時(shí)的uGS值。VTVP（2）飽飽和漏極電流流IDSS耗盡型場(chǎng)場(chǎng)效應(yīng)管管，當(dāng)uGS=0時(shí)時(shí)所對(duì)對(duì)應(yīng)的漏漏極電流流。IDSSuGS/ViD/mAOUGS(th)UGS(off)（3）直直流輸輸入電阻阻RGS指漏源間間短路時(shí)時(shí)，柵、、源間加加反向電壓壓呈現(xiàn)的的直流電電阻。JFET：RGS>107MOSFET：：RGS=1091015IDSSuGS/ViD/mAO（4）低低頻跨導(dǎo)導(dǎo)gm反映了uGS對(duì)iD的控制能能力，單位S(西門子子)。一般為為幾毫西(mS)uGS/ViD/mAQOPDM=uDSiD，受溫度度限制。。（5）漏漏源動(dòng)態(tài)電阻阻rds6.最最大漏極極功耗PDM一、兩種種半導(dǎo)體體和兩種種載流子子兩種載流流子的運(yùn)動(dòng)動(dòng)電子—自由由電子空穴—價(jià)電電子兩種種半導(dǎo)體N型(多電子子)P型(多空穴穴)二、二極管1.特特性—單向?qū)щ娬螂娮枳栊?理想為0)，反向電阻阻大()。第2章小小結(jié)結(jié)iDO

uDU(BR)IFURM2.主主要參數(shù)數(shù)正向——最最大平均均電流IF反向——最大反向向工作電電壓U(BR)(超過(guò)則擊擊穿)反向飽和和電流IR(IS)(受溫度影影響)IS3.二二極管的的等效模模型理想模型型(大信號(hào)號(hào)狀態(tài)采采用)uDiD正偏導(dǎo)通通電電壓降為為零相相當(dāng)于于理想開開關(guān)閉合合反偏截止止電電流為零零相相當(dāng)當(dāng)于理想想開關(guān)斷斷開恒壓降模模型UD(on)正偏電壓壓UD(on)時(shí)導(dǎo)通等等效為為恒壓源源UD(on)否則截止止，相當(dāng)當(dāng)于二極極管支路路斷開UD(on)=(0.60.8)V估算時(shí)取取0.7V硅管：鍺管：(0.20.4)V0.3V折線近似似模型相當(dāng)于有有內(nèi)阻的的恒壓源源UD(on)4.二極極管的分析析方法圖解法微變等效電電路法5.特特殊二極管管工作條件主要用途穩(wěn)壓二極管管反偏穩(wěn)壓壓發(fā)光二極管管正偏發(fā)光光敏二極管管反偏光電轉(zhuǎn)換三、兩種半半導(dǎo)體放大大器件雙極型半導(dǎo)導(dǎo)體三極管管(晶體三極管管BJT)單極型半導(dǎo)導(dǎo)體三極管管(場(chǎng)效應(yīng)管FET)兩種載流子子導(dǎo)電多數(shù)載流子子導(dǎo)電晶體三極管管1.形式式與結(jié)構(gòu)NPNPNP三區(qū)、三極極、兩結(jié)2.特點(diǎn)點(diǎn)基極電流控控制集電極極電流并實(shí)實(shí)現(xiàn)放大放大條件內(nèi)因：發(fā)射射區(qū)載流子子濃度高、、基區(qū)薄、集集電區(qū)面積積大外因：發(fā)射結(jié)正偏偏、集電結(jié)結(jié)反偏3.電流流關(guān)系IE=IC+IBIC=IB+ICEOIE=(1+)IB+ICEOIE=IC+IBIC=IBIE=(1+)IB4.特特性性iC

/mAuCE

/V100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O369124321O0.40.8iB

/AuBE/V60402080死區(qū)區(qū)電電壓壓(Uth)：0.5V(硅硅管管)0.1V(鍺鍺管管)工作作電電壓壓(UBE(on))：0.60.8V取取0.7V(硅硅管管)0.20.4V取取0.3V(鍺鍺管管)飽和區(qū)截止止區(qū)區(qū)iC

/mAuCE

/V100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O369124321放大大區(qū)區(qū)飽和區(qū)截止止區(qū)區(qū)放大大區(qū)區(qū)特特點(diǎn)點(diǎn)：：1)iB決定定iC2)曲線線水水平平表表示示恒恒流流3)曲線線間間隔隔表表示示受受控控5.參參數(shù)數(shù)特性性參參數(shù)數(shù)電流流放放大大倍倍數(shù)數(shù)=/(1)=/(1+)極間間反反向向電電流流ICBOICEO極限限參參數(shù)數(shù)ICMPCMU(BR)CEOuCEOICEOiCICMU(BR)CEOPCM安全工作區(qū)=(1+)ICBO場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管1.分分類類按導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道分分N溝溝道道P溝溝道道按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分絕緣緣柵柵型型(MOS)結(jié)型型按特特性性分分增強(qiáng)強(qiáng)型型耗盡盡型型uGS=0時(shí)時(shí)，，iD=0uGS=0時(shí)時(shí)，，iD0增強(qiáng)強(qiáng)型型耗盡盡型型(耗耗盡盡型型)2.特特點(diǎn)點(diǎn)柵源源電電壓壓改改變變溝溝道道寬寬度度從從而而控控制制漏漏極極電電流流輸入入電電阻阻高高，，工工藝藝簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，易易集集成成由于于FET無(wú)無(wú)柵柵極極電電流流，，故故采采用用轉(zhuǎn)移移特特性性和輸出出特特性性描述述3.特特性性BJT與與FET的的比比較較參參見見表1.12第51頁(yè)不同同類類型型FET轉(zhuǎn)移移特特性性比比較較結(jié)型型N溝溝道道uGS/ViD/mAO增強(qiáng)強(qiáng)型型耗盡盡型型MOS管管(耗耗盡盡型型)IDSS開啟電電壓VT夾斷電電壓VPIDO是uGS=2UT時(shí)的iD值四、晶晶體管管電路路的基基本問(wèn)問(wèn)題和和分析析方法法三種工工作狀狀態(tài)狀態(tài)電流關(guān)系條件放大IC=IB發(fā)射結(jié)結(jié)正偏偏集電結(jié)結(jié)反偏偏飽和ICIB兩個(gè)結(jié)結(jié)正偏偏I(xiàn)CS=IBS集電結(jié)結(jié)零偏偏臨界截止IB<0,IC=0兩個(gè)結(jié)結(jié)反偏偏判斷導(dǎo)導(dǎo)通還還是截截止：：UBE>U(th)則導(dǎo)通以NPN為例例：：UBE<U(th)則截止授課結(jié)結(jié)束2、輸輸出特特性iC

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/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321（1））截止止區(qū)：：IB0IC=ICEO0條件：：兩個(gè)結(jié)結(jié)反偏偏截止區(qū)區(qū)ICEOiC

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/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321（2））飽飽和區(qū)區(qū)：uCEuBEuCB=uCEuBE0條件：：兩個(gè)結(jié)結(jié)正偏偏特點(diǎn)：：ICIB臨界飽飽和時(shí)時(shí)：uCE=uBE深度飽飽和時(shí)時(shí)：0.3V(硅管管)UCE(SAT)=0.1V(鍺管管)放大區(qū)區(qū)截止區(qū)區(qū)飽和區(qū)ICEOiC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321（3））放放大區(qū)區(qū)：放大區(qū)區(qū)截止區(qū)區(qū)條件：：發(fā)射結(jié)結(jié)正偏偏集電結(jié)結(jié)反偏偏特點(diǎn)：：水平、、等間間隔ICEO1.3半導(dǎo)體體三極極管1.3.1三三極極管的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及類類型1.3.2三三極極管的的電流流放大大作用用1.3.3三三極極管的的特性性曲線線1.3.4三三極極管的的主要要參數(shù)數(shù)1.3.5溫溫度度對(duì)三三極管管的特特性及及參數(shù)數(shù)的影影響(SemiconductorTransistor)1.3.1三三極極管的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及類類型一、結(jié)結(jié)構(gòu)與與符號(hào)號(hào)NNP發(fā)射極極E基極B集電極極C發(fā)射結(jié)結(jié)集電結(jié)結(jié)—基基區(qū)—發(fā)發(fā)射區(qū)區(qū)—集集電區(qū)區(qū)emitterbasecollectorNPN型型PPNEBCPNP型型ECBECB1.3.1三三極極管的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及類類型一、結(jié)結(jié)構(gòu)與與符號(hào)號(hào)NNP發(fā)射極極E基極B集電極極C發(fā)射結(jié)結(jié)集電結(jié)結(jié)—基基區(qū)—發(fā)發(fā)射區(qū)區(qū)—集集電區(qū)區(qū)emitterbasecollectorNPN型型PPNEBCPNP型型ECBECB二、分分類按材料料分：：硅管、、鍺管管按功率率分：：小功率率管<500mW按結(jié)構(gòu)構(gòu)分：：NPN、PNP按使用用頻率率分：：低頻管管、高高頻管管大功率率管>1W中功率率管0.51W中國(guó)半導(dǎo)體體器件件型號(hào)號(hào)與符符號(hào)的的意義義（GB-249-74）第二位位：A表示示鍺PNP管、、B表表示鍺鍺NPN管管、C表示示硅PNP管、、D表表示硅硅NPN管管第三位位：X表示示低頻頻小功功率管管