低頻模擬電路章

會計學(xué)1低頻模擬電路章2023/1/1821.處理與傳輸信息的回路－－電路。

電子線路由R.C.L及半導(dǎo)體器件或電子管等電子元器件組成

2.電子線路的劃分：一、電子系統(tǒng)與信號按工作器件狀態(tài)：線性，非線性電路。按工作頻率范圍：高頻與低頻電路。

低頻電路組成既有線性電路又有非線性電路

高頻電路以非線性電路組成為主。第1頁/共138頁2023/1/1833.電子技術(shù)：無確切定義。因為近年來它發(fā)展迅猛，分支龐雜。有種說法為“凡是研究含有電子器件的電路、系統(tǒng)及應(yīng)用的學(xué)科”。

4.發(fā)展歷程：

以電子器件的更新?lián)Q代為標(biāo)志！電子學(xué)近百年發(fā)展史上三個重要里程碑：1904年電子管發(fā)明（真正進(jìn)入電子時代）1948年晶體管問世60年代集成電路出現(xiàn)第2頁/共138頁2023/1/184

（1）第一代電子器件——電子管

1906年，福雷斯特（LeeDeFordst）等發(fā)明了電子管，是電子學(xué)發(fā)展史上第一個里程碑。用電子管可實現(xiàn)整流、穩(wěn)壓、檢波、放大、振蕩、變頻、調(diào)制等多種功能電路。電子管體積大、重量重、壽命短、耗電大。世界上第一臺計算機(jī)用1.8萬只電子管，占地170m2，重30t，耗電150kW。第3頁/共138頁2023/1/185（2）第二代電子器件——晶體管

1948年，肖克利（W.Shckly）等發(fā)明了半導(dǎo)體三極管，其性能明顯優(yōu)于電子管，從而大大促進(jìn)了電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。晶體管的發(fā)明是電子學(xué)歷史上的第二個里程碑。盡管晶體管在體積、重量等方面性能優(yōu)于電子管，但由成百上千只晶體管和其他元件組成的分立電路體積大、焊點多，可靠性差。第4頁/共138頁2023/1/186（3）第三代電子器件——集成電路

1958年，基爾白等提出將管子、元件和線路集成封裝在一起的設(shè)想，三年后，集成電路實現(xiàn)了商品化。當(dāng)前，單個芯片可集成器件成千上萬個，例如，CPU芯片P6內(nèi)部就封裝了550萬只晶體管。集成電路的發(fā)展促進(jìn)了電子學(xué)、特別是數(shù)字電路和微型計算機(jī)的發(fā)展，人類社會開始邁進(jìn)信息時代。集成電路按集成度可分作

(1)小規(guī)模集成電路（SSI）＜102(2)中規(guī)模集成電路（MSI）＜103(3)大規(guī)模集成電路（LSI）＜105(4)超大規(guī)模集成電路(VLSI)＞105

當(dāng)前，微電子已成為最具有發(fā)展前途的產(chǎn)業(yè)，微電子技術(shù)水平已成為衡量一個國家技術(shù)水平的重要標(biāo)志。(國家電子信息振興計劃)第5頁/共138頁2023/1/1875.若干蓬勃發(fā)展的研究方向納米電子學(xué)單芯片系統(tǒng)(systemonchip)微型衛(wèi)星和納米衛(wèi)星應(yīng)用，一片單芯片系統(tǒng)＝一顆衛(wèi)星納米空間電子所表現(xiàn)出來的特性（波動性）和功能生物電子學(xué)生物芯片、計算機(jī)第6頁/共138頁2023/1/188微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectroMechanicalSystems，MEMS)是一種外形尺寸在毫米量級，組成元器件尺寸在納米、微米量級的可運作微型機(jī)電裝置。將信號探測、處理、控制和執(zhí)行各子系統(tǒng)集成于一體。德國工程師制成黃蜂大小的能升空的直升飛機(jī)應(yīng)用：軍事（小型間諜飛機(jī)）微電子戰(zhàn)爭信息化武器，例如精確制導(dǎo)武器。它們實質(zhì)上是一種能夠獲得和利用被攻擊目標(biāo)所提供的位置信息修正自己的彈道以準(zhǔn)確命中目標(biāo)的彈藥。具有一定的智能。海灣戰(zhàn)爭和最近北約空襲南斯拉夫?qū)嶋H上是微電子技術(shù)戰(zhàn)爭。多國部隊實施的電子偵察、電子干擾與反干擾的各種電子措施。使伊軍的引導(dǎo)雷達(dá)和防空雷達(dá)等許多重要的電子技術(shù)裝備失靈。從而掌握整個戰(zhàn)爭的制空權(quán)、制海權(quán)和主動權(quán)。第7頁/共138頁2023/1/189二、學(xué)習(xí)方法：要轉(zhuǎn)變邏輯思維方式。2)

疊加原理：復(fù)雜電路中，任何支路的電壓或電流都可以看著是每個獨立源單獨作用于電路時，在該支路上所產(chǎn)生的電壓或電流的代數(shù)和。例如瞬態(tài)分析＝DC分析+AC分析;1）回路定理：KVL,KCL3)

等效定理：戴維南定理;

諾頓定理。會綜合思考

學(xué)習(xí)電子線路使用的基本理論:善于等效會作近似第8頁/共138頁2023/1/1810

復(fù)數(shù)與相量：xjyabo任意復(fù)數(shù)可表示為：其中：代數(shù)式指數(shù)式若令則可用復(fù)數(shù)表示正弦交流信號。－相量模，長度相角第9頁/共138頁2023/1/1811學(xué)習(xí)要求：（1）看懂電路圖，分析、弄清信號流向。（2）按圖安裝。（3）計算，設(shè)計電路。（4）抓“三基”：基本概念、基本原理、基本分析方法第10頁/共138頁2023/1/1812課程特點1）規(guī)律性2）非線性3）工程性4）實踐性基本電子電路的組成具有規(guī)律性半導(dǎo)體器件具有非線性即近似性。抓主要矛盾實驗和設(shè)計－硬軟件(EDA)實驗室第11頁/共138頁2023/1/18131、技術(shù)基礎(chǔ)課

本課程是研究各種半導(dǎo)體器件的性能、電路及其應(yīng)用的學(xué)科。三、學(xué)什么？（What）2、具體研究對象

電子技術(shù)幾種典型分類：（1）按處理信號：模擬(A)數(shù)字(D)

（2）按信號頻率：高頻

中頻低頻（3）按應(yīng)用方向：汽車、醫(yī)療、消費第12頁/共138頁2023/1/1814

被測對象傳感器信號調(diào)理電路顯示記錄控制執(zhí)行溫度壓力流量液位等等非電量電量放大濾波線性化變換等等3.典型應(yīng)用--簡單測控系統(tǒng)*若配以微機(jī)、單片機(jī)或DSP等，并利用信號處理技術(shù)可設(shè)計智能系統(tǒng)。第13頁/共138頁2023/1/18154、預(yù)期學(xué)習(xí)效果在高校學(xué)生多有“軟件強(qiáng)，硬件弱”、“數(shù)字強(qiáng)，模擬弱”的情況下，擬通過課程學(xué)習(xí)，初步具備以下四種能力：“看、算、選、干”，成為當(dāng)今社會急需的電路設(shè)計人才。本課程重點培養(yǎng)看算能力，并貫穿選干的思想。但選干能力尚需配合實踐和后續(xù)的其他教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)一步加強(qiáng)。第14頁/共138頁2023/1/1816教材和主要參考書籍：

(1)熊年祿等，低頻模擬電路，武漢大學(xué)出版社，2008.2

(2)謝嘉奎等，電子線路（線性部分第四版）高等教育出版社，2002.2第15頁/共138頁2023/1/1817

(3)汪勝寧程東紅，《電子線路（第四版）》教學(xué)指導(dǎo)書，高等教育出版社，2003(4)康華光等，電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分第五版）高等教育出版社，2006.1.及相關(guān)配套書籍.

（5）張肅文編，低頻電子線路，高等教育出版社，1998.1。第16頁/共138頁2023/1/1818

第一章

半導(dǎo)體器件（半導(dǎo)體二極管,三極管及場效應(yīng)管）模擬電子線路第17頁/共138頁2023/1/1819實際二極管的照片電路符號§1.1半導(dǎo)體器件的基本知識1.1.1導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體單向?qū)щ娞匦缘?8頁/共138頁2023/1/1820導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。§1.1半導(dǎo)體器件的基本知識1.1.1導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體第19頁/共138頁2023/1/1821半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。例如：

當(dāng)受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。

往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導(dǎo)電能力明顯改變。第20頁/共138頁2023/1/1822現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅

Si（+14）和鍺Ge（+32），它們的最外層電子（價電子）都是四個。GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)第21頁/共138頁2023/1/1823一、本征半導(dǎo)體：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。1)在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵，共用一對價電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)第22頁/共138頁2023/1/1824硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)共價鍵共用電子對+4+4+4+4+4表示除去價電子后的原子第23頁/共138頁2023/1/1825共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+4第24頁/共138頁2023/1/18262)本征半導(dǎo)體的激發(fā)和復(fù)合在絕對溫標(biāo)0度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運動的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)于絕緣體。1.本征激發(fā)，載流子、自由電子和空穴第25頁/共138頁2023/1/1827+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由電子，同時共價鍵上留下一個空位，稱為空穴。這種熱激發(fā)稱為本征激發(fā)。第26頁/共138頁2023/1/1828+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子本征激發(fā)使半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。(電子----空穴對)第27頁/共138頁2023/1/18292.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。本征激發(fā)使半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。(電子----空穴對)第28頁/共138頁2023/1/1830溫度越高，本征激發(fā)出的載流子濃度越高。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體導(dǎo)電性能的一個重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：

1.自由電子移動產(chǎn)生的電流。

2.空穴移動產(chǎn)生的電流。第29頁/共138頁2023/1/1831二、雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。一般有兩類：P

型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（空穴半導(dǎo)體）。N型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（電子半導(dǎo)體）。第30頁/共138頁2023/1/1832(1)、N

型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷（或銻），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子。每個磷原子給出一個電子，稱磷原子為施主原子。第31頁/共138頁2023/1/1833+4+5+4多余電子N

型半導(dǎo)體中的載流子是什么？是由施主原子提供的電子，其濃度與施主原子濃度（Nd)相同。以及本征激發(fā)產(chǎn)生的電子、空穴。摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。+4+4磷原子第32頁/共138頁2023/1/1834(2)、P

型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，產(chǎn)生一個空穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動的帶負(fù)電的離子(NA)。由于硼原子接受電子，所以稱為受主原子。P

型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。+4+3+4+4+4硼原子空穴第33頁/共138頁2023/1/1835(3)、雜質(zhì)半導(dǎo)體的電中性電中性條件：正電荷量＝負(fù)電荷量如N

型半導(dǎo)體中，室溫時雜質(zhì)原子已經(jīng)全部電離，有：n0=Nd+p0≈Nd其中：n0

為電子濃度；

p0為空穴濃度；

Nd為正離子濃度。同理，P型半導(dǎo)體中：p0=NA+n0≈NANA為正負(fù)離子濃度第34頁/共138頁2023/1/1836(4)、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P

型半導(dǎo)體（Na)++++++++++++++++++++++++N

型半導(dǎo)體(Nd)雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。第35頁/共138頁2023/1/1837(5)、載流子的漂移與擴(kuò)散運動(一)、漂移與漂移電流空穴電流電子電流+--VSJt遷移率μp和μn分別為空穴和自由電子的遷移率(Mobility)。遷移率表示單位場強(qiáng)下的平均漂移速度，單位為cm2／V·S，

q是電子電量，E為外加電場強(qiáng)度

p、n

空穴與電子濃度外加電場E產(chǎn)生漂移電流JtE第36頁/共138頁2023/1/1838(二)、擴(kuò)散與擴(kuò)散電流

擴(kuò)散系數(shù)Dn和Dp為比例常數(shù)，分別稱為自由電子擴(kuò)散系數(shù)和空穴擴(kuò)散系數(shù)(DiffusionConstant)，單位是cm2／S(厘米2／秒)，其值隨溫度升高而增大，空穴的Dp小于自由電子的Dn。在硅材料中，室溫時Dn=34cm2／s，Dp=13cm2／s。N型半導(dǎo)體光濃度差dn/dx產(chǎn)生擴(kuò)散電流Jd第37頁/共138頁2023/1/1839(1)PN

結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N

型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。三、PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管第38頁/共138頁2023/1/1840P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++多子擴(kuò)散運動內(nèi)電場EP

少子漂移運動擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，內(nèi)電場越強(qiáng)，漂移運動越強(qiáng)，漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，也稱耗盡層。內(nèi)電場EP阻止多子的擴(kuò)散運動第39頁/共138頁2023/1/1841漂移運動P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運動內(nèi)電場E最后擴(kuò)散和漂移這一對相反的運動最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于P區(qū)、N區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。第40頁/共138頁2023/1/18421.空間電荷區(qū)中沒有載流子。2.空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙P中的空穴.N

區(qū)中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\動（擴(kuò)散運動）。3.P

區(qū)中的電子和N

區(qū)中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。注意:第41頁/共138頁2023/1/1843(2)PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

PN結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是：P

區(qū)加正、N

區(qū)加負(fù)電壓。

PN

結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是：

P區(qū)加負(fù)、N

區(qū)加正電壓。第42頁/共138頁2023/1/1844－－－－++++RE1)、PN

結(jié)正向偏置內(nèi)電場外電場PN+_內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的正向擴(kuò)散電流IF

。(正向?qū)?IF第43頁/共138頁2023/1/18452)、PN結(jié)反向偏置－－－－++++內(nèi)電場外電場變厚NP+_內(nèi)電場被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流IR

。(反向截止)REIR第44頁/共138頁2023/1/1846小結(jié)正向偏置：擴(kuò)散運動大于漂移運動反向偏執(zhí)：漂移運動大于擴(kuò)散運動少數(shù)載流子是由本征激發(fā)產(chǎn)生的，當(dāng)管子制成后，其數(shù)值就取決于溫度，而幾乎與外加電壓VR無關(guān)。在一定溫度T下，由于熱激發(fā)而產(chǎn)生的少數(shù)載流子的數(shù)量是一定的，電流的值趨于恒定，此時的反向電流IR就是反向飽和電流IS第45頁/共138頁2023/1/18473)PN

結(jié)伏安特性iD(mA)uD

(v)T1T2>T1T2溫度每升高1度，反向飽和電流增加1倍或當(dāng)正、負(fù)電源變化時得到uD與iD的變化曲線溫度增加正向電流也增加uDDuDID+-ARPNVT—熱電壓＝26mV第46頁/共138頁2023/1/18484）PN結(jié)的反向擊穿反向擊穿分類：雪崩擊穿和齊納擊穿這兩種擊穿是可逆的，當(dāng)夾在穩(wěn)壓管兩端的反向電壓降低后，管子仍然可以恢復(fù)原來的狀態(tài)。前提是反向電壓和反向電流的乘積不超過PN結(jié)容許的耗散功率。熱擊穿第47頁/共138頁2023/1/18491、基本結(jié)構(gòu)PN

結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線觸絲線點接觸型PN結(jié)面接觸型＋－二極管的電路符號：

1.1.2

半導(dǎo)體二極管

基片外殼第48頁/共138頁2023/1/18502、伏安特性uDiD導(dǎo)通壓降UD(ON):

硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓UBR正向特性：非線性；有Uth～

0.5V；AB

段近似為直線；其斜率的倒數(shù)為導(dǎo)通(直流）電阻RD。導(dǎo)通電壓（UD(ON))

～0.7V。反向特性：

ABuDDuDiD+-AR死區(qū)（門檻）電壓Uth:硅管0.5V,鍺管0.1V。第49頁/共138頁2023/1/1851二極管的模型

1)

指數(shù)模型：

通常將上式指數(shù)特性稱為晶體二極管的理想指數(shù)模型，因為它是在理想條件下導(dǎo)出的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

根據(jù)二極管在直流或交流電路中的不同使用，又可建立二極管的直流和交流模型。第50頁/共138頁2023/1/1852二極管正向V-I特性的模型：

①理想（大信號）模型:

在正向偏置時，其管壓降為0V，而當(dāng)二極管處于反向偏置時，認(rèn)為它的電阻為無窮大，電流為零。在實際的電路中，當(dāng)電源電壓遠(yuǎn)比二極管的管壓降大時，利用此法來近似分析是可行的。

理想二極管：死區(qū)電壓=0，正向壓降=02)

直流模型（a）（b）iDuDiDuD+-理想模式（a）A-V特征（b）代表符號O第51頁/共138頁2023/1/1853②恒壓降模型:

當(dāng)二極管導(dǎo)通后，其管壓降認(rèn)為是恒定的，且不隨電流而變，典型值為0.7V。不過，這只有當(dāng)二極管的電流近似等于或大于1mA時才是正確的。該模型提供了合理的近似，因此應(yīng)用也較廣泛。二極管：正向壓降

0.7V(硅二極管)（a）（b）iDuDiDuD+-恒壓降模式（a）A-V特征（b）代表符號O第52頁/共138頁2023/1/1854③折線模型:

折線模型認(rèn)為二極管的管壓降不是恒定的，而是隨著通過二極管電流的增加而增加，所以在模型中用一個電池和一個電阻rD(二極管的直流電阻）來作進(jìn)一步的近似。其中電池的電壓為二極管的門檻電壓Uth或者導(dǎo)通電壓UD(on)。rD的值可以這樣來確定，如當(dāng)二極管的導(dǎo)通電流為1mA時，管壓降為0．7V則：

rD=（0．7V-0．5V）/（1mA）

=200Ω由于二極管特性的分散性，Uth和rD的值不是固定不變的。

（a）（b）iDuDiDuD+-折線模式（a）A-V特征（b）代表符號OUthrD0.7V1mA0.5V第53頁/共138頁2023/1/1855（小信號模型）：

二極管兩端所加信號一般為交直流混合信號（瞬時信號），其中流過的電流為某一直流值（例如iD=IDQ）上疊加交流小信號⊿iD。

如果二極管在它的A-V特性曲線的某一小范圍內(nèi)工作，例如在A-V曲線上的Q點（此時uD=UDQ,iD=IDQ)附近工作，則可把Q點附近的A-V曲線看成為一條直線，（其實是Q點的切線）其斜率的倒數(shù)就是所要求的小信號模型的微變電阻rd。

rd=ΔuD/ΔiD

小信號電路模型受到?V

足夠小的限制。工程上，限定|?U|<5.2mV，由此產(chǎn)生的誤差是可容許的。

3）交流模型IDQUDQ⊿vD+-UDQ⊿iD⊿iDiDuDDrdO⊿uDQ第54頁/共138頁2023/1/18564)微變電阻rD(肖特基電阻）：iDuDIQUQQiDuDrD

是二極管特性曲線上工作點Q附近電壓的變化與電流的變化之比：顯然，rD是Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。

此時二極管還有無整流作用？第55頁/共138頁2023/1/18573、主要參數(shù)1).最大整流電流

IOM

二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。因為電流通過ＰＮ結(jié)時要引起管子發(fā)熱。電流太大，發(fā)熱量超過限度，就會使ＰＮ結(jié)燒壞。例如２ＡＰ１最大整流電流為１６mA。第56頁/共138頁2023/1/18582).反向擊穿電壓UBR

二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓UWRM一般是UBR的一半。例如2AP1最高反向工作電壓規(guī)定為20V，而實際反向擊穿電壓可大于40V。第57頁/共138頁2023/1/18593).反向電流

IS指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。因而在使用二極管時要注意環(huán)境溫度的影響。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。第58頁/共138頁2023/1/1860

以上均是二極管的直流參數(shù)，rD為其交流參數(shù)。二極管主要應(yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。二極管的參數(shù)是正確使用二極管的依據(jù)，一般半導(dǎo)體器件手冊中都給出不同型號管子的參數(shù)。在使用時，應(yīng)特別注意不要超過最大整流電流和最高反向工作電壓，否則管子容易損壞。第59頁/共138頁2023/1/1861計算題：1）如圖所示，輸入交流信號vi為5mV，設(shè)C對交流短路，求：1，流過二極管支路電流ID等于多少（設(shè)D采用恒壓降模式）？

2，畫出該電路的小信號模型電路圖；

3，交流輸出電壓vo的值。C25Ωvi+-+-vo5.1kΩD6V第60頁/共138頁2023/1/1862解:1.

求ID:25Ωvi+-+-vo

R5.1kΩ2.rD=26Ω3.

求vo:∵

R//rD≈rD,

∴vo=vi(rD/(25+rD))≈vi/2=2.5mV第61頁/共138頁2023/1/18635).二極管的極間電容Cj二極管的兩極之間有電容Cj，此電容由兩部分組成：

勢壘電容CT和擴(kuò)散電容CD。P+-N

利用二極管的兩極之間有電容Cj的特點，可制成變?nèi)荻O管。

第62頁/共138頁2023/1/1864

變?nèi)荻O管

一個PN結(jié)，外加反向電壓時，它的反向電流很小，近似開路，因此是一個主要由勢壘電容CT構(gòu)成的較理想的電容器件，且其增量電容值隨外加反向電壓而變化。利用這種特性制作的二極管稱為變?nèi)荻O管，簡稱變?nèi)莨?VaractorDiode)，它的電路符號如圖。

主要參數(shù)有變?nèi)葜笖?shù)n；電容變化范圍；品質(zhì)因數(shù)Q；最大允許反向電壓等。變?nèi)莨苁菓?yīng)用十分廣泛的一種半導(dǎo)體器件。例如，諧振回路的電調(diào)諧；壓控振蕩器；頻率調(diào)制；參量電路等。

第63頁/共138頁2023/1/1865(1)

穩(wěn)壓二極管UIIZIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差+-UZ動態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好。4.特殊二極管IZmin

曲線越陡，穩(wěn)壓誤差愈小，電壓越穩(wěn)定。第64頁/共138頁2023/1/1866（4）穩(wěn)定電流IZ和最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓

UZ（2）電壓溫度系數(shù)U（%/℃）

穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（3）動態(tài)電阻uoiZDZRiLiuiRL穩(wěn)壓管電路第65頁/共138頁2023/1/1867(2)光電二極管反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。IU照度增加第66頁/共138頁2023/1/1868(3)發(fā)光二極管有正向電流流過時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光，它的電特性與一般二極管類似。可作成七段數(shù)碼管。第67頁/共138頁2023/1/18691.1.3

半導(dǎo)體三極管(BJT)

BJT常稱晶體管，種類很多,但從外形看，BJT都有三個電極。

根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，BJT可分成兩種類型：NPN型和PNP型。

結(jié)構(gòu)上可分成：三個區(qū)域：基區(qū)、發(fā)射區(qū)、集電區(qū)。三個電極：從三個區(qū)各自接出的一根引線就是BJT的三個電極，它們分別叫做發(fā)射極e、基極b和集電極c。兩個PN結(jié)：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)。

bce低頻電子線路1、BJT的結(jié)構(gòu)簡介：

第68頁/共138頁2023/1/1870三極管的制造工藝：（1）發(fā)射區(qū)比基區(qū)、集電區(qū)摻雜濃度大。（2）集電結(jié)面積比發(fā)射區(qū)的大。（3）基區(qū)薄(幾um——幾十um),高頻幾um，低頻幾十um

因此發(fā)射區(qū)、集電區(qū)并不是對稱的。1、BJT的結(jié)構(gòu)簡介：

PNP型三極管的結(jié)構(gòu)低頻電子線路bce第69頁/共138頁2023/1/1871共發(fā)射極共基極共集電極2.三極管的連接方式第70頁/共138頁2023/1/1872約定:

1)大寫字母、大寫下標(biāo)表示直流量如：

IB、UBEQ、UCEQ

2)

小寫字母、小寫下標(biāo)表示交流量如：

3)小寫字母、大寫字母下標(biāo)表示總瞬時量(直流疊加交流）如:電壓、電流符號的規(guī)定：i

B–IBQ

=ibuBE-UBEQ=ube

,

iC

–ICQ

=icuCE--UCEQ=uce,

顯然：第71頁/共138頁2023/1/18733、BJT的放大作用與電流分配：

1．BJT內(nèi)部載流子的傳輸過程:(NPN)

使發(fā)射區(qū)發(fā)射電子，集電區(qū)收集電子，必須具備的條件是：

a.發(fā)射結(jié)加正向電壓(正向偏置):UBE>0NNPUBB

RB

UCCRC

b.集電結(jié)加反向電壓(反向偏置):UBC<0低頻電子線路bceUBE代表b、e間的電壓UBC代表b、c間的電壓bce高更高低bce低更低高第72頁/共138頁2023/1/1874IE

=IEn+IEp

IEPIEn

N

N

PUCCRC

UBB

RB

IB

(1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子:發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子擴(kuò)散到基區(qū)，形成電流IEn基區(qū)空穴也擴(kuò)散到發(fā)射區(qū)形成電流IEp.總發(fā)射極電流IE=IEn+IEp

IE≈IEn1)，三極管內(nèi)部載流子的運動低頻電子線路IEp第73頁/共138頁2023/1/1875N

NPUBB

RB

UCCIE=IEn+IEp

ICBO

ICN

IC=ICN+ICBOICN

IEPRC

IBn

IEn

IB

1)、三極管內(nèi)部載流子的運動(2)集電區(qū)收集擴(kuò)散過來的電子：

集電結(jié)所加的是反向電壓，可使電子很快地漂移過集電結(jié)為集電區(qū)所收集，形成集電極電流

ICN。低頻電子線路基區(qū)和集電區(qū)的少子都要向?qū)Ψ狡?，形成一個反向飽和電流ICBO

，(受溫度影響很大)。集電極總電流

IC=ICN+ICBO≈ICN第74頁/共138頁2023/1/18761)、三極管內(nèi)部載流子的運動N

NPUBB

RB

UCCIE=IEn+IEp

ICBO

ICNIC=ICN+ICBOICNRC

IEn

IB

發(fā)射區(qū)擴(kuò)散電子在擴(kuò)散過程中又會與基區(qū)中的空穴復(fù)合形成電流

IBn低頻模擬電子線路∵ICBO+IB=IBn+IEp

=IBN

∴

IB=

IEP+IBn–ICBO=IBN－ICBOIEp在基區(qū)(節(jié)點)處(3)電子在基區(qū)中的擴(kuò)散與復(fù)合第75頁/共138頁2023/1/18772)．電流分配關(guān)系：

IE=IEN+IEP≈IEN(1)

IB=IBn+IEP-ICBO≈IBN-ICBO≈IBN(2)

IC=ICN+ICBO≈ICN(3)

IC+IB=IENN

PUBB

RB

UCCIE

=IEN+IEP

ICBO

ICN

IC=ICN+ICBOICN

IEP

RC

IBN

IEN

IB

又因為：所以：定義：將（2）＋（3）：IB+IC=IBn+IEP

-ICBO

+ICN+ICBO

=(IBn

+ICN)+IEP

電流傳輸方程為共基極直流電流傳輸系數(shù)或共基極直流電流放大倍數(shù)第76頁/共138頁2023/1/1878各極電流之間關(guān)系式

--α

的物理意義：

共基極連接時輸出電流IC受輸入電流IB控制的電流傳輸方程。式中，

稱為共基極直流電流傳輸系數(shù)(CommonBaseCurrent)，表示IE轉(zhuǎn)化為ICN的能力。顯然，其值恒小于1，但十分接近于1，一般在0.98以上，且在IE的大變化范圍內(nèi)幾乎保持恒值。通常ICBO很小，對于硅管，其值為(10-9-10-16)A，一般可忽略，因而電流傳輸方程可簡化為：低頻模擬電路得：第77頁/共138頁2023/1/1879共發(fā)射極電流放大系數(shù)穿透電流定義：稱：考慮到：為穿透電流（共發(fā)射極電流放大系數(shù)）第78頁/共138頁2023/1/18803)β和ICEO的物理含義

它實際上表示IB中受發(fā)射結(jié)電壓控制的電流成分(IB+ICBO)對集電極正向受控電流成分

ICN

的控制能力，通常ICBO很小可忽略。β表示IB對IC的控制能力。Ⅰ）

的物理含義：

三極管是電流控制（放大）器件第79頁/共138頁2023/1/1881

Ⅱ）再討論ICEO:它是基極開路（即IB=0）時由集電極直通到發(fā)射極的電流。當(dāng)基極開路時，加在集電極和發(fā)射極間的正電壓UCE被分配到兩個結(jié)上，即UCB為正值，集電結(jié)上加的是反偏；UBE為正值，發(fā)射結(jié)上加的是正偏，晶體三極管仍工作在放大模式，具有正向受控作用。由于IB=0，IB中的受控成分等于ICBO，其值被放大了倍。

3β和ICEO

的物理含義

當(dāng)IB=0(基極開路)時：第80頁/共138頁2023/1/18824)

三極管放大機(jī)制

共發(fā)射極電路以發(fā)射極作為共同端，以基極為輸入端，集電極為輸出端。

其信號放大的原理如下：

VBB+Δvi→ΔiB→βΔiB→

ΔiC→Δvo=ΔiC·RL∵IC=βIB∴⊿

IC=β⊿IB

第81頁/共138頁2023/1/1883IBIC+_UBEU

CE+_共發(fā)射極連結(jié)時端電壓和端電流VUBBUCCRBRCV4)

三極管特性曲線的測量：AA第82頁/共138頁2023/1/1884三、BJT的特性曲線（AV特性曲線）：(1)輸入特性:

輸入特性是指當(dāng)集電極與發(fā)射極之間的電壓uCE為某一常數(shù)時，輸入回路中加在BJT基極與發(fā)射極之間的電壓uBE與基極電流iB之間的關(guān)系曲線，用函數(shù)關(guān)系表示為:

iB=f(uBE)|uCE=常數(shù)

1．共射極電路的特性曲線:

uCE／0V2040600.40.6OuCE?1VuBE／ViC／μA

（a）輸入特性曲線80第83頁/共138頁2023/1/1885(2)輸出特性:

輸出特性是在基極電流iB一定的情況下，BJT的輸出回路中，集電極與發(fā)射極之間的電壓uCE

與集電極電流iC之間的關(guān)系曲線。

用函數(shù)表示為:

iC＝f(uCE)|iB=常數(shù)三、BJT的特性曲線：iC/mAuCE/V0iB=60μAiB=40μAiB=20μAiB=80μAiB=100μA輸出特性曲線iB=0μA第84頁/共138頁2023/1/1886（一）放大區(qū)(ActiveRegion)

在這個區(qū)域內(nèi)，晶體三極管工作在放大模式。IB與IC之間滿足直流傳輸方程，即IC=βIB＋I(xiàn)CEO,

若設(shè)β為常數(shù)，則當(dāng)IB等量增加時，輸出特性曲線也將等間隔地平行上移。

當(dāng)uCE增大時，基區(qū)復(fù)合減小，導(dǎo)致ā和相應(yīng)β略有增大，這稱為基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)?；鶇^(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)使得每條以IB為參變量的曲線都隨uCE增大而略有上翹。

（3）BJT輸出特性曲線的分區(qū)：⊿iB⊿iC（b）輸出特性曲線iC／mA1324O2468iB＝100μA80μA0

μA60μA40μA20μA區(qū)大uCE／V放第85頁/共138頁2023/1/1887從輸出特性曲線可定義交流放大系數(shù)β:

嚴(yán)格說來，β不是一個與ICE無關(guān)的恒定值。實際上，僅在IC的一定范圍內(nèi)，β隨IC的變化很小，可近似認(rèn)為是常數(shù)。而超出這個范圍時，β將降低。iCβO第86頁/共138頁2023/1/1888（二）截止區(qū)(CutoffRegion)

工程上，規(guī)定IB=0的區(qū)域稱為截止區(qū)，這時的IC=ICEO很小可以忽略。iCuCE第87頁/共138頁2023/1/1889（三）飽和區(qū)（SaturationRegion)

減小uCE，直到兩個結(jié)都正偏，隨著uCE的減小，iC的值迅速減小，直到為零，IC、IB之間不再滿足電流的傳輸方程。工程上一般令UCE=0.3V=UCS為放大區(qū)和飽和區(qū)的分界限。0.3ViCuCE第88頁/共138頁2023/1/1890（四）擊穿區(qū)(BreakdownRegion)

隨著uCE增大，加在集電結(jié)上的反偏電壓uCB相應(yīng)增大。當(dāng)uCE增大到一定值時，集電結(jié)發(fā)生反向擊穿，造成電流iC劇增。集電結(jié)是輕摻雜的，產(chǎn)生的反向擊穿主要是雪崩擊穿，擊穿電壓較大。在基區(qū)寬度很小的三極管中，還會發(fā)生特有的穿通擊穿。

第89頁/共138頁2023/1/1891BJT的合成特性曲線：（b）輸出特性曲線uCE／0V2040600.40.6OuCE?1VuBE／ViC／μAiC／mA1324O2468iB＝100μA80μA0

μA60μA40μA20μA截止區(qū)區(qū)放大iB＝-ICBO飽和區(qū)NPN型三極管特性曲線（a）輸入特性曲線uCE／V80特征曲線完整描述了三極管的特征第90頁/共138頁2023/1/1892（b）輸出特性曲線uCE／0V2040600.40.6OuCE?1VuBE／ViC／μAiC／mA1324O2468iB＝100μA80μA0

μA60μA40μA20μA截止區(qū)區(qū)放大iB＝-ICBO飽和區(qū)NPN型三極管特性曲線（a）輸入特性曲線uCE／V802.51.7直流放大倍數(shù)交流放大倍數(shù)第91頁/共138頁2023/1/1893四、BJT的主要參數(shù)：1．電流放大系數(shù)：

1）共射極接法時的電流放大系數(shù)分一般：2）對共基極接法的電流放大系數(shù)，也有直流放大系數(shù)α和交流放大系數(shù)α的區(qū)別。

α和β之間的關(guān)系是：

當(dāng)BJT工作于放大區(qū)時，≈、≈，可以不加區(qū)分。第92頁/共138頁2023/1/18943。集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO

ICEO=（1+）ICBO

ICEO2。集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時，集電結(jié)的反向飽和電流。

即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值。ICEO也稱為集電極發(fā)射極間穿透電流。四、BJT的主要參數(shù)：第93頁/共138頁2023/1/1895(1)

集電極最大允許電流ICM(2)

集電極最大允許功率損耗PCM

PCM=ICMVCE

4。

極限參數(shù)第94頁/共138頁2023/1/1896(3)

反向擊穿電壓

V(BR)CBO——發(fā)射極開路時的集電結(jié)反 向擊穿電壓。V(BR)EBO——集電極開路時發(fā)射結(jié)的反 向擊穿電壓。

V(BR)CEO——基極開路時集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。幾個擊穿電壓有如下關(guān)系

V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO

（3）

極限參數(shù)bceVCCICEO第95頁/共138頁2023/1/1897任何電路可看成一個二端網(wǎng)絡(luò)（兩端口),只關(guān)心其輸入、輸出電壓與電流的關(guān)系。iI+-uO+-iO

uI三極管有兩個端口，可以看成一個雙口網(wǎng)絡(luò)（兩端口)。五、

BJT等效電路（直流與h參數(shù)模型）第96頁/共138頁2023/1/1898IB+-UCE+-IC

UBE五、

BJT等效電路（直流與h參數(shù)模型）（1）直流模型becIBeUBE=0.7V第97頁/共138頁2023/1/1899建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路

當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來處理。

由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計；再者，電壓放大器多工作在小信號狀態(tài)。五BJT等效電路（直流與h參數(shù)模型）

（2）三極管微變等效電路（h參數(shù)模型）第98頁/共138頁2023/1/18100

（2）三極管微變等效電路（h參數(shù)）

共發(fā)射極電路以發(fā)射極作為共同端，以基極為輸入端，集電極為輸出端。

RbRCRLuiuo交流通路第99頁/共138頁2023/1/18101五.晶體管的微變（h參數(shù)）等效電路

1）輸入端等效：

b－e間可等效為一線性電阻rberbeibibbceube＋＋－－uo常常近似認(rèn)為rbb′=0～300Ω，IEQ為靜態(tài)時三極管的發(fā)射極電流≈ICQ。第100頁/共138頁2023/1/181022、微變等效電路分析法輸入電阻hie（rbe）的近似估算cebre′是發(fā)射區(qū)的體電阻，很小，通?？梢院雎詒bb′是基區(qū)的體電阻，在頻率不太高時約300Ω發(fā)射結(jié)電阻re又因工作在Q點上，故：b′第101頁/共138頁2023/1/18103

三極管的微變等效電路

因為三極管是電流控制器件，當(dāng)輸入電流為ib時，輸出端c-e間可等效為一受控電流源βib，如右圖所示。

PNP型三極管的微變等效電路與NPN的等效電路相同。2）輸出端等效：rbeibibbceube＋＋－－uo第102頁/共138頁2023/1/18104ubeuceic

注意的問題:（1）電流源的性質(zhì):

☆它們是虛構(gòu)的;☆它們是受控源;☆它們的極性不能隨意假定.（2）

等效電路只對微變成分等效.（3）h參數(shù)是在Q點附近求出的，因此它們與Q點的位置有關(guān)，Q點不同、等效電路的參數(shù)也不同。ibibrcecerbebhreuce+-rbeibibbceube＋＋－－uoib第103頁/共138頁2023/1/18105

場效應(yīng)管是利用電場效應(yīng)來控制輸出電流大小，與雙極型晶體管不同，它是多子導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好、噪聲低。結(jié)型場效應(yīng)管JFET絕緣柵型場效應(yīng)管IGFET,MOS場效應(yīng)管有兩種:1.4場效應(yīng)管第104頁/共138頁2023/1/18106一、結(jié)構(gòu)1。結(jié)型場效應(yīng)管JFET:N基底：N型半導(dǎo)體PP兩邊是P區(qū)G(柵極)S源極D漏極導(dǎo)電溝道N溝道結(jié)型場效應(yīng)管第105頁/共138頁2023/1/18107S源極NPPG(柵極)D漏極N溝道結(jié)型場效應(yīng)管

的電路符號：DGSDGS與NPN－BJT比較N溝道結(jié)型場效應(yīng)管第106頁/共138頁2023/1/18108二、工作原理（以N溝道為例）UDS=0V時NGSDUDS=0UGSNNPPIDPN結(jié)反偏，|UGS|越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄。1、UDS=0，G、S加負(fù)電壓：第107頁/共138頁2023/1/18109NGSDUDSUGS<UGS(off)而UDS較大，且UDS<UDS(off)時耗盡區(qū)的形狀(P與N型半導(dǎo)體摻雜濃度差別而制成的PN結(jié)，加高反偏后的結(jié)果）PPIDUGS2、UDS>0，G、S加固定負(fù)電壓：溝道中是電阻特性，但是是非線性電阻。第108頁/共138頁2023/1/18110NGSDUDSUGS<UGS(off),UDS>UDS(off)=UGS-UGS(off)時PP此時，電流ID由未被夾斷區(qū)域中的載流子形成，基本不隨UDS的增加而增加，呈恒流特性。IDUGS2、UDS>0，G、S加固定負(fù)電壓：第109頁/共138頁2023/1/18111輸出特性曲線UDS0IDIDSSUGS-UGS(off)飽和漏極電流預(yù)夾斷電壓UDS(off)UGS=-2VUGS=0V第110頁/共138頁2023/1/18112予夾斷曲線UGS=0V-2V-1V-3V-4V-5V可變電阻區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)（放大區(qū)）輸出特性曲線IDUDS0ABCFED12V第111頁/共138頁2023/1/18113UGS0IDIDSSUGS(off)三、特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線一定UDS下的ID-UGS曲線即ID=f(UGS)曲線輸入電壓UGS控制輸出電流IDABCDEFUDS=12V引入跨導(dǎo)gm:描述了UGS對iD的控制能力，有電導(dǎo)的量綱。第112頁/共138頁2023/1/18114S源極PNNG(柵極)D漏極P溝道結(jié)型場效應(yīng)管DGSDGS與PNP-BJT比較其電路符號：第113頁/共138頁2023/1/18115輸出特性曲線P溝道結(jié)型場效應(yīng)管的特性曲線予夾斷曲線IDU

DS2VUGS=0V1V3V4V5V可變電阻區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)放大區(qū)0第114頁/共138頁2023/1/18116P溝道結(jié)型場效應(yīng)管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線UGS0IDIDSSUGS(off)UDS=-12V第115頁/共138頁2023/1/18117

結(jié)型場效應(yīng)管的缺點：1.IG=PN結(jié)反向電流，盡管很小，（柵源極間的電阻可達(dá)107?以上）但在某些場合仍嫌不夠。3.柵源極間的PN結(jié)加正向電壓時，將出現(xiàn)較大的柵極電流。絕緣柵場效應(yīng)管(IGFET,MOS管）可以很好地解決這些問題。2.在高溫下，PN結(jié)的反向電流增大，柵源極間的電阻會顯著下降。第116頁/共138頁2023/1/181182。金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)（MOS）管一、N溝道增強(qiáng)型(NEMOS)PNNGSDP型基底兩個N區(qū)SiO2絕緣層金屬鋁GSDN溝道增強(qiáng)型1、結(jié)構(gòu)和電路符號電路符號在一定條件下，將產(chǎn)生電子導(dǎo)電溝道第117頁/共138頁2023/1/181192、NEMOS管的工作原理PNNGSDUDSUGSUGS=0時D-S

間總有一個反接的PN結(jié)ID=0對應(yīng)截止區(qū)第118頁/共138頁2023/1/18120PNNGSDUDSUGSUGS>0時感應(yīng)出電子0<UGS較小<UGS（th）時，電子與空穴復(fù)合，構(gòu)成以負(fù)離子為主的空間電荷區(qū)而連接兩個PN結(jié)。ID=0第119頁/共138頁2023/1/18121PNNGSDUDSUGSUGS(Th)稱為開啟電壓IDUGS足夠大（=5V）UGS>UGS(th)（＝2V）,可感應(yīng)出足夠多電子，這里可出現(xiàn)以電子導(dǎo)電為主的N型導(dǎo)電溝道（反型層）。加上UDS后會產(chǎn)生電流ID。第120頁/共138頁2023/1/18122PNNGSDUDSUGS當(dāng)UDS較大時，靠近D區(qū)的導(dǎo)電溝道變窄。當(dāng)UGS增大一定值后電子積累形成導(dǎo)電溝道，UDS不太大時，導(dǎo)電溝道在兩個N區(qū)間是均勻的。有電阻Ron.第121頁/共138頁2023/1/18123PNNGSDUDSUGS夾斷后，即使UDS

繼續(xù)增加，ID仍保持不變，呈恒流特性。ID保持UGS=5V不變，UDS繼續(xù)增加使得:UGD=UGS(th)

時，靠近D端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。綜合以上分析可畫出ID-UDS圖第122頁/共138頁2023/1/18124BUGS=5VUDSIDUGS-UGS(th)

預(yù)夾斷后，夾斷點向源極方向移動，溝道的長度略有減小，相應(yīng)的溝道電阻略有減小，結(jié)果漏極電路稍有增大。第123頁