半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)

3.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)第3章常用半導(dǎo)體器件重點(diǎn)掌握基本概念及器件的外特性引入：物體分類根據(jù)物體的導(dǎo)電性，可將物體分為：導(dǎo)體：低價(jià)元素，導(dǎo)電絕緣體：高價(jià)元素或高分子元素，不導(dǎo)電半導(dǎo)體：四價(jià)元素，導(dǎo)電能力介于以上二者之間1.1

半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性

熱敏性光敏性摻雜性掌握半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.1本征半導(dǎo)體現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。GeSi價(jià)電子一、本征半導(dǎo)體1、定義：化學(xué)成分完全純凈的半導(dǎo)體制成單晶體結(jié)構(gòu)。2、共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4+4+4+4+4表示除去價(jià)電子后的原子硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)1.1

半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性3、理解本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理溫度為0K時(shí)，無(wú)自由電子，不導(dǎo)電常溫300K時(shí)，少數(shù)自由電子本征激發(fā)

+4+4+4+4本征半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子和空穴，二者總是成對(duì)出現(xiàn)溫度越高，載流子的濃度越高，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)載流子的產(chǎn)生與復(fù)合－－動(dòng)態(tài)平衡－－溫度一定，濃度一定1.1

半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性二、雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體特點(diǎn)？1、電子濃度=空穴濃度；2、載流子少，導(dǎo)電性差，溫度穩(wěn)定性差！(1)N型半導(dǎo)體(2)P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入微量元素－－雜質(zhì)半導(dǎo)體1.1

半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性

(1)N型半導(dǎo)體摻雜：摻入少量五價(jià)雜質(zhì)元素（如：磷）+4+4+5+4多余電子磷原子特點(diǎn)：多數(shù)載流子：自由電子（主要由雜質(zhì)原子提供）少數(shù)載流子：空穴（由本征激發(fā)形成）

(2）P型半導(dǎo)體（空穴型半導(dǎo)體）摻雜：摻入少量三價(jià)雜質(zhì)元素（如：硼）特點(diǎn)：多子：空穴（主要由雜質(zhì)原子提供）少子：自由電子（

由熱激發(fā)形成）+4+4+3+4雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體無(wú)論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對(duì)外不顯電性。bc4.在外加電壓的作用下，P型半導(dǎo)體中的電流主要是

，N型半導(dǎo)體中的電流主要是。（a.電子電流、b.空穴電流）ba

(3)雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響1.雜質(zhì)半導(dǎo)體中

的移動(dòng)能形成電流。（a.多子、b.少子）2.摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越

，少子濃度越

。（a.高、b.低、c.不變）3.當(dāng)溫度升高時(shí)，多子的數(shù)量

，少子的數(shù)量

。（a.減少、b.基本不變、c.增多）abba影響很大起導(dǎo)電作用的主要是多子。多子的數(shù)量主要與雜質(zhì)濃度有關(guān)，近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等，受溫度影響小。少子濃度對(duì)溫度敏感，影響半導(dǎo)體性能。

(3)雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響小結(jié)

1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與

、

和

有關(guān)。

2、在一定溫度下，本征半導(dǎo)體因

而產(chǎn)生

，故其有一定的導(dǎo)電能力。

3、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由

決定；雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由

決定。

4、P型半導(dǎo)體中

是多子，

是少子。N型半導(dǎo)體中

是多子，

是少子。本征激發(fā)自由電子和空穴對(duì)溫度摻雜濃度空穴自由電子自由電子空穴溫度光強(qiáng)雜質(zhì)濃度P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)加寬，使內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)。內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，也叫耗盡層。漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E當(dāng)擴(kuò)散和漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，空間電荷區(qū)的寬度基本不變。擴(kuò)散電流與漂移電流大小相等方向相反。三、PN結(jié)1、了解PN結(jié)的形成濃度差

多子擴(kuò)散空間電荷區(qū)(雜質(zhì)離子)

內(nèi)電場(chǎng)

促使少子漂移

阻止多子擴(kuò)散

PN結(jié)的實(shí)質(zhì)：PN結(jié)=空間電荷區(qū)=耗盡層3.1

半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性三、PN結(jié)2、掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)PN結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN結(jié)變窄

P接正、N接負(fù)

外電場(chǎng)I

內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。PN結(jié)加正向電壓時(shí)，正向電流較大，PN結(jié)導(dǎo)通。內(nèi)電場(chǎng)PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–RI(2)PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)P接負(fù)、N接正內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+2、掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)變寬外電場(chǎng)

內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。ISP接負(fù)、N接正溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。–+PN結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－正向?qū)?，反向截?、掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦?2)PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）IS結(jié)構(gòu)示意圖一、了解結(jié)構(gòu)類型和符號(hào)PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路

二極管=PN結(jié)+引線+管殼。類型：點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型1.2

半導(dǎo)體二極管

金屬觸絲陽(yáng)極引線N型鍺片陰極引線外殼(

a)

點(diǎn)接觸型PN結(jié)面積大，用于低頻大電流整流電路PN結(jié)面積大的用于大功率整流，結(jié)面積小的用作開(kāi)關(guān)管。結(jié)構(gòu)示意圖鋁合金小球N型硅陽(yáng)極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線(

b)面接觸型陰極引線陽(yáng)極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅(

c

)平面型陰極陽(yáng)極(

d

)

符號(hào)D符號(hào)二、重點(diǎn)掌握伏安特性硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降外加電壓＞死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。

外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性反向特性特點(diǎn)：非線性硅0.6~0.8V鍺0.1~0.3VUI死區(qū)電壓PN+–PN–+

反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。室溫附近，溫度每升高1°C，正向壓降減小2-2.5mV，溫度每升高10°C，反向電流增大約一倍。綜上所述，二極管的伏安特性具有以下特點(diǎn)：(1)二極管具有單向?qū)щ娦裕?2)二極管的伏安特性具有非線性；

(3)二極管的伏安特性與溫度有關(guān)。

三、了解主要參數(shù)1.

最大整流電流

IF二極管長(zhǎng)期工作時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。幾mA到幾百安培2.

反向工作峰值電壓UR保證二極管不被擊穿允許外加的最大反向電壓。通常為U(BR)的一半。3.

反向電流IR指二極管未擊穿時(shí)的反向電流。愈小愈好。一般幾納安到幾微安。4.最高工作頻率fM:其值主要決定于PN結(jié)結(jié)電容的大小。結(jié)電容愈大，則fM愈低。死區(qū)電壓=0導(dǎo)通電壓=0vDOiD1、理想二極管vDOiD2、恒壓降模型死區(qū)電壓=0.7V導(dǎo)通電壓0.7V（硅管）四、熟練應(yīng)用二極管的等效電路練習(xí)題：判斷圖中的二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出AO兩端電壓UAO。

分析方法：1.選零電位參考點(diǎn)；2.將二極管斷開(kāi)，判斷其兩極電位。3.根據(jù)電位判二極管狀態(tài)，求AO兩端電壓。UIIZIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。+-UZ動(dòng)態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好。使用時(shí)要加限流電阻五、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管是利用反向擊穿區(qū)的穩(wěn)壓特性進(jìn)行工作的，因此，穩(wěn)壓管在電路中要反向連接。穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓稱為穩(wěn)定電壓，不同類型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓不一樣，某一型號(hào)的穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值固定在一定范圍。例如：2CW11的穩(wěn)壓值是3.2V到4.5V，其中某一只管子的穩(wěn)壓值可能是3.2V，

另一只管子則可能是4.5V。

（2）穩(wěn)定電流IZ：穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)的參考電流，電流低于此值時(shí)穩(wěn)壓效果變壞。IZmin（4）額定功耗穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓

UZ：規(guī)定電流下穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓（5）溫度系數(shù)（%/℃）

穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)電阻rZ愈小，曲線愈陡，穩(wěn)壓性能愈好。環(huán)境溫度每變化1C引起穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。3.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

圖中Ui為有波動(dòng)的輸入電壓，并滿足Ui>UZ。

R為限流電阻，RL為負(fù)載。該電路的穩(wěn)壓原理是：當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，必然引起整流濾波電路輸出電壓Ui升高，而Ui

的升高又會(huì)引起輸出電壓Uo（即UZ

）的增大。由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性可知，UZ的增大，勢(shì)必引起IZ的較大增大，于是限流電阻R上的電流IR增大，R上的電壓降也增大，這在很大程度上讓R承擔(dān)了Ui的變化，從而使Uo基本上趨于穩(wěn)定（Ui↑→Uo↑→IZ↑→I↑→UR↑→Uo↓）。反之，當(dāng)Ui下降而引起Uo變小時(shí)，也會(huì)引起IZ減小，R上的壓降UR減小，同樣保持了Uo的基本穩(wěn)定。由上分析可見(jiàn)，在這種穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管起著電流控制作用。即不論是由于Ui還是由于IL

的變化使輸出電壓UL發(fā)生小的波動(dòng)時(shí)，IZ都會(huì)產(chǎn)生較大變化，從而改變了總電流的大小而調(diào)整了R上的壓降，或是補(bǔ)償了IL的變化，結(jié)果都使UL維持基本不變。R在電路中起著限流和調(diào)壓作用。如R=0，則會(huì)使Ui（遠(yuǎn)大于UZ）直接加于VDZ兩端，引起過(guò)大的IZ，使VDZ損壞。另外，R=0時(shí)，始終是UL=Ui，電路不會(huì)有穩(wěn)壓性能。因此，這種電路的穩(wěn)壓作用是穩(wěn)壓管VDZ和限流電阻R共同完成的。1.光電二極管反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。IU照度增加六、其他類型二極管有正向電流流過(guò)時(shí)發(fā)光。電－＞光的能量轉(zhuǎn)換器件。電路中常用做指示或顯示及光信息傳送。七段顯示發(fā)光二極管3.發(fā)光二極管符號(hào)六、其他類型二極管2023/2/1e：發(fā)射區(qū)b：基區(qū)c：集電區(qū)集電結(jié)發(fā)射結(jié)基區(qū)集電區(qū)發(fā)射區(qū)三極:三區(qū):兩結(jié):發(fā)射極e(Emitter),基極b(Base),集電極c(Collector)發(fā)射結(jié)集電結(jié)3.3

晶體三極管一、晶體管的結(jié)構(gòu)及類型NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN兩種類型:NPN和PNPPNP電路符號(hào)NPN電路符號(hào)BECIBIEICBECIBIEIC基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：集電區(qū)：面積最大1.各電極電流分配關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05結(jié)論:IE=IC+IB

IC

=βIB

IE=(1+β)

IB二、重點(diǎn)掌握晶體管電流放大作用ΔIC

=β

ΔIBβ共射極電流放大倍數(shù)2023/2/12.放大條件內(nèi)部條件？三區(qū)摻雜不同！發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。對(duì)NPN型：VC

＞VB

＞VE對(duì)PNP型：VC

＜

VB

＜VE

二、重點(diǎn)掌握晶體管電流放大作用

外部條件：NPNebc電子空穴IENICNIEPICBOIEICIBIBN空穴流與電流方向相同；電子流與電流方向相反。IE=IEN+IEP且IEN>>IEPIC=ICN+ICBOICN=IEN

-IBN

IB=IEP+IBN

-ICBO推導(dǎo)3.了解內(nèi)部載流子傳輸過(guò)程對(duì)于NPN型三極管，集電極電流和基極電流是流入三極管，發(fā)射極電流是流出三極管，流進(jìn)的電流等于流出的電流，即IE=IB+IC。發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)摻雜濃度低且很薄，是保證三極管能夠?qū)崿F(xiàn)電流放大的關(guān)鍵。兩個(gè)二極管能否代替一個(gè)三極管？不能！三、晶體管的共射特性曲線晶體管各電極電壓與電流的關(guān)系曲線。為什么要研究特性曲線：

1）直觀地分析管子的工作狀態(tài)

2）合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計(jì)性能良好的電路

重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線1.輸入特性UCE1ViB(A)uBE(V)204060800.40.8UCE=0VUCE=0.5VUCE不變時(shí)，呈指數(shù)關(guān)系曲線UCE增大時(shí)，曲線右移iB=f(uBE)

UCE=const2.輸出特性iC(mA)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。當(dāng)UCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，IC=IB。——iC=f(uCE)

IB=constIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC≈0,UBE<開(kāi)啟電壓，稱為截止區(qū)。——iC=f(uCE)

IB=constIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均正偏，IB>IC，UCE0.3V稱為飽和區(qū)?！猧C=f(uCE)

IB=const輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。即：IC=IB,且IC

=

IB(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。即：UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止區(qū)：

UBE<死區(qū)電壓且集電結(jié)反偏，此時(shí)IB=0，IC=ICEO

0

應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)uCE增大到某一值時(shí)，iC將急劇增加，這時(shí)三極管發(fā)生擊穿。例1：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖。試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和1.電流放大系數(shù)共射直流放大系數(shù)四、了解晶體管的主要參數(shù)共射交流電流放大系數(shù)當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)，≈例：在UCE=6V時(shí)，在Q1點(diǎn)IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2點(diǎn)IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1點(diǎn)，有由Q1和Q2點(diǎn)，得2.極間反向電流ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOICBOA+–EC3.

穿透電流ICEOAICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。

ICEO=（1+）ICBO

當(dāng)集-射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。4.最大集電極電流ICM5.

極間反向擊穿電壓U(BR)CEO6.

集電極最大允許耗散功耗PCM三極管消耗功率過(guò)大，溫升過(guò)高會(huì)燒壞三極管。

PC

=iC

uCE

PCMICICMICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫(huà)出三極管的安全工作區(qū)ICUCEO過(guò)流區(qū)過(guò)損區(qū)過(guò)壓區(qū)1、溫度每增加10C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu)于鍺管。2、溫度每升高1C，UBE將減小2--2.5mV，即UBE具有負(fù)溫度系數(shù)。3、溫度每升高1C，增加0.5%~1.0%。五、了解溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響1.4

場(chǎng)效應(yīng)管(FET)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFETN溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOS增強(qiáng)型N溝道增強(qiáng)型MOS管P溝道增強(qiáng)型MOS管耗盡型N溝道耗盡型MOS管P溝道耗盡型MOS管一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET1、結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)N基底：N型半導(dǎo)體PP兩邊是P區(qū)S源極D漏極導(dǎo)電溝道G(柵極)DGSN溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSPG(柵極)S源極D漏極NN2、工作原理（以N溝道為例）uDS=0V時(shí)NGSDVDDVGG（uGS）NNPPIDPN結(jié)反偏，|uGS|越大則耗盡層越寬，導(dǎo)電溝道越窄。UDS=0時(shí)NGSDVDDVGG（uGS）NNPPIDNDPPuGS達(dá)到一定值時(shí)（夾斷電壓UGS(off)）,耗盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，這時(shí)，即使UDS0V，漏極電流ID=0A。NGSDVDDVGG（uGS）NNPPIDUGS(off)<uGS<0時(shí)①當(dāng)uDS=0時(shí)，iD=0。NGSDVDDVGG（uGS）NNPPIDDPPN②uDS↑→iD↑

→靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，呈楔形分布。UGS(off)<uGS<0時(shí)NGSDVDDVGG（uGS）NNPPIDNDPP③當(dāng)uDS↑,使uGD=uGS-

uDS=UGS（off)時(shí)，在靠漏極處夾斷——預(yù)夾斷。UGS(off)<uGS<0時(shí)NGSDVDDVGG（uGS）NNPPIDNDPP④uDS再↑，預(yù)夾斷點(diǎn)下移。UGS(off)<uGS<0時(shí)uDS↑→ID幾乎不變。（1）輸出特性曲線：iD=f（uDS）│UGS=常數(shù)3、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線四個(gè)區(qū)：①可變電阻區(qū)：預(yù)夾斷前。②恒流區(qū)：預(yù)夾斷后?！鱥D/△uGS≈常數(shù)=gm△iD=gm△uGS（放大原理）③夾斷區(qū)④擊穿區(qū)

(a)輸出特性曲線(b)轉(zhuǎn)移特性曲線（2）轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f（uGS）│uDS=常數(shù)

IGFET(InsulatedGateFieldEffectTransistor)

MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)應(yīng)用：集成電路分類：

N溝道增強(qiáng)型

N溝道耗盡型

P溝道增強(qiáng)型

P溝道耗盡型

二、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管

取一塊P型半導(dǎo)體作為襯底，用B表示。

用氧化工藝生成一層SiO2

薄膜絕緣層。

然后用光刻工藝腐蝕出兩個(gè)孔。擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N區(qū)。

從N型區(qū)引出電極，一個(gè)是漏極D，一個(gè)是源極S。

在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。符號(hào)DGSB形成兩個(gè)PN結(jié)。（綠色部分）結(jié)構(gòu)1、N溝道增強(qiáng)型MOS管

令漏源電壓uDS=0，加入柵源電壓uGS。

uGS排斥空穴，形成一層負(fù)離子層（耗盡層）。感生電子電荷，在漏源之間形成導(dǎo)電溝道。稱為反型層。若加上uDS

，就會(huì)有漏極電流iD產(chǎn)生。反型層工作原理（1）柵源電壓uGS的控制作用

工作原理（1）柵源電壓uGS的控制作用當(dāng)uGS較小時(shí)，iD＝0當(dāng)uGS增加到一定數(shù)值使iD剛剛出現(xiàn)，對(duì)應(yīng)的UGS稱為開(kāi)啟電壓，用UGS(th)或UT表示。改變uGS－＞改變溝道－＞影響iD

：uGS對(duì)iD有控制作用。

設(shè)uGS＞UGS(th)，增加uDS，溝道變化如下：uDS從漏到源逐漸降落在溝道內(nèi)，漏極和襯底之間反偏最大，PN結(jié)的寬度最大。漏源之間會(huì)形成一個(gè)傾斜的PN結(jié)區(qū)。預(yù)夾斷工作原理

（2）漏源電壓uDS的控制作用預(yù)夾斷uDSUDS再，ID基本不變，增加的UDS基本上降落在夾斷區(qū)。轉(zhuǎn)移特性曲線（3）N溝道增強(qiáng)型MOS管特性曲線iD

=f(uGS

)UDS=constOV2GS=UV3+V5.3+V4+DImA/15105DU/V恒流區(qū).夾斷區(qū)可變電阻區(qū)工作原理輸出特性曲線iD

=f(uD

)UGS=constSDGPN+N+SiO2型襯底B+++++++++在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了一定量的正離子。結(jié)構(gòu)和符號(hào)當(dāng)uGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感生出電子形成導(dǎo)電溝道。只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。2、N溝道耗盡型MOS管DGSB夾斷電壓飽和漏極電流IDSS當(dāng)UGS=0時(shí)，對(duì)應(yīng)的漏極電流用IDSS表示。當(dāng)UGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加，直至進(jìn)入恒流區(qū)，漏極電流保持不變。UGS＜0時(shí)，隨著UGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。此時(shí)的UGS稱為夾斷電壓，用符號(hào)UGS(off)表示特性曲線N溝道耗盡型MOS管可工作在UGS0或UGS>0N溝道增強(qiáng)型MOS管只能工作在UGS>UGS(th)>0三、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)直流參數(shù)交流參數(shù)極限參數(shù)②夾斷電壓UGS(off)

夾斷電壓是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)UGS=UGS(off)時(shí),漏極電流為零。③飽和漏極電流IDSS

耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管當(dāng)UGS=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。④直流輸入電阻RGS(DC)柵源間所加的恒定電壓UGS與柵極電流IG之比。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管RGS(DC)約大于107Ω，MOS管RGS(DC)約是109～1015Ω。（1）直流參數(shù)①開(kāi)啟電壓UGS(th)

開(kāi)啟電壓是MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，柵源電壓小于開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值,場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通。①低頻跨導(dǎo)gm：數(shù)值大小反映了uGS對(duì)iD控制作用的強(qiáng)弱。

gm是轉(zhuǎn)移特性曲線上某一點(diǎn)的切線