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1、第第1章章半导体器件基础半导体器件基础1.1 半导体基础知识半导体基础知识1.2 半导体二极管半导体二极管1.3 半半 导导 体体 三三 极极 管管1.4 场场 效效 应应 管管1.1半半导体基体基础知知识自自然然界界中中的的物物质质，按按其其导导电电能能力力可可分分为三大类：导体、半导体和绝缘体。为三大类：导体、半导体和绝缘体。半导体的特点：半导体的特点：热敏性热敏性光敏性光敏性掺杂性掺杂性1.1.1 本征半本征半导体体完完全全纯净的的、结构构完完整整的的半半导体体材材料料称称为本征半本征半导体。体。1.本征半本征半导体的原子体的原子结构及共价构及共价键共价键内的两个电子由相邻的原子各共价键
2、内的两个电子由相邻的原子各用一个价电子组成，称为束缚电子。图用一个价电子组成，称为束缚电子。图1.1所示为硅和锗的原子结构和共价键结构。所示为硅和锗的原子结构和共价键结构。图1.1 硅和锗的原子结构和共价键结构 2.本征激本征激发和两种和两种载流子流子自由自由电子和空穴子和空穴温温度度越越高高，半半导体体材材料料中中产生生的的自自由由电子子便便越越多多。束束缚电子子脱脱离离共共价价键成成为自自由由电子子后后，在在原原来来的的位位置置留留有有一一个个空空位位，称此空位称此空位为空穴。空穴。本本征征半半导体体中中，自自由由电子子和和空空穴穴成成对出出现，数数目目相相同同。图1.2所所示示为本本征征
3、激激发所所产生的生的电子空穴子空穴对。图1.2本征激本征激发产生生电子空穴子空穴对如如图图1.3所所示示，空空穴穴（如如图图中中位位置置1）出出现现以以后后，邻邻近近的的束束缚缚电电子子（如如图图中中位位置置2）可可能能获获取取足足够够的的能能量量来来填填补补这这个个空空穴穴，而而在在这这个个束束缚缚电电子子的的位位置置又又出出现现一一个个新新的的空空位位，另另一一个个束束缚缚电电子子（如如图图中中位位置置3）又又会会填填补补这这个个新新的的空空位位，这这样样就就形形成成束束缚缚电电子子填填补补空空穴穴的的运运动动。为为了了区区别别自自由由电电子子的的运运动动，称称此此束缚电子填补空穴的运动为
4、空穴运动。束缚电子填补空穴的运动为空穴运动。图1.3束束缚电子填子填补空穴的运空穴的运动3.结论（1）半半导体体中中存存在在两两种种载流流子子，一一种种是是带负电的的自自由由电子子，另另一一种种是是带正正电的的空穴，它空穴，它们都可以运都可以运载电荷形成荷形成电流。流。（2）本本征征半半导体体中中，自自由由电子子和和空空穴穴相伴相伴产生，数目相同。生，数目相同。（3）一一定定温温度度下下，本本征征半半导体体中中电子子空空穴穴对的的产生生与与复复合合相相对平平衡衡，电子子空空穴穴对的数目相的数目相对稳定。定。（4）温温度度升升高高，激激发的的电子子空空穴穴对数数目增加，半目增加，半导体的体的导电
5、能力增能力增强强。空空穴穴的的出出现是是半半导体体导电区区别导体体导电的的一个主要特征。一个主要特征。1.1.2 杂质半半导体体在在本本征征半半导体体中中加加入入微微量量杂质，可可使使其其导电性性能能显著著改改变。根根据据掺入入杂质的的性性质不不同同，杂质半半导体体分分为两两类：电子子型型（N型）半型）半导体和空穴型（体和空穴型（P型）半型）半导体。体。1.N型半型半导体体在在硅硅（或或锗）半半导体体晶晶体体中中，掺入入微微量量的的五五价价元元素素，如如磷磷（P）、砷砷（As）等等，则构成构成N型半型半导体。体。五五价价的的元元素素具具有有五五个个价价电子子，它它们进入入由由硅硅（或或锗）组成
6、成的的半半导体体晶晶体体中中，五五价价的的原原子子取取代代四四价价的的硅硅（或或锗）原原子子，在在与与相相邻的的硅硅（或或锗）原原子子组成成共共价价键时，因因为多多一一个个价价电子子不不受受共共价价键的的束束缚，很很容容易易成成为自自由由电子子，于于是是半半导体体中中自自由由电子子的的数数目目大大量量增增加加。自自由由电子子参参与与导电移移动后后，在在原原来来的的位位置置留留下下一一个个不不能能移移动的的正正离离子子，半半导体体仍仍然然呈呈现电中中性性，但但与与此此同同时没有相没有相应的空穴的空穴产生，如生，如图1.4所示。所示。图1.4 N型半导体的共价键结构 2.P型半型半导体体在在硅硅（
7、或或锗）半半导体体晶晶体体中中，掺入入微微量量的的三三价价元元素素，如如硼硼（B）、铟（In）等等，则构成构成P型半型半导体。体。三三价价的的元元素素只只有有三三个个价价电子子，在在与与相相邻的的硅硅（或或锗）原原子子组成成共共价价键时，由由于于缺缺少少一一个个价价电子子，在在晶晶体体中中便便产生生一一个个空空位位，邻近近的的束束缚电子子如如果果获取取足足够的的能能量量，有有可可能能填填补这个个空空位位，使使原原子子成成为一一个个不不能能移移动的的负离离子子，半半导体体仍仍然然呈呈现电中中性性，但但与与此此同同时没没有有相相应的的自自由由电子子产生生，如如图1.5所示。所示。图1.5 P型半导
8、体共价键结构 P型型半半导体体中中，空空穴穴为多多数数载流流子子（多多子子），自自由由电子子为少少数数载流流子子（少少子子）。P型半型半导体主要靠空穴体主要靠空穴导电。1.1.3 PN结及其及其单向向导电性性1.PN结的形成的形成多多数数载流流子子因因浓度度上上的的差差异异而而形形成成的的运运动称称为扩散运散运动，如，如图1.6所示。所示。图1.6 P型和N型半导体交界处载流子的扩散 由由于于空空穴穴和和自自由由电子子均均是是带电的的粒粒子子，所所以以扩散散的的结果果使使P区区和和N区区原原来来的的电中中性性被被破破坏坏，在在交交界界面面的的两两侧形形成成一一个个不不能能移移动的的带异异性性电
9、荷荷的的离离子子层，称称此此离离子子层为空空间电荷荷区区，这就就是是所所谓的的PN结，如如图1.7所所示示。在在空空间电荷荷区区，多多数数载流流子子已已经扩散散到到对方方并并复复合合掉掉了了，或或者者说消消耗耗尽尽了了，因此又称空因此又称空间电荷区荷区为耗尽耗尽层。图1.7 PN结的形成 空空间电荷荷区区出出现后后，因因为正正负电荷荷的的作作用用，将将产生生一一个个从从N区区指指向向P区区的的内内电场。内内电场的的方方向向，会会对多多数数载流流子子的的扩散散运运动起起阻阻碍碍作作用用。同同时，内内电场则可可推推动少少数数载流流子子（P区区的的自自由由电子子和和N区区的的空空穴穴）越越过空空间电
10、荷荷区区，进入入对方方。少少数数载流流子子在在内内电场作作用用下下有有规则的的运运动称称为漂漂移移运运动。漂漂移移运运动和和扩散散运运动的的方方向向相相反反。无无外外加加电场时，通通过PN结的的扩散散电流流等等于于漂漂移移电流流，PN结中中无无电流流流流过，PN结的的宽度度保持一定而保持一定而处于于稳定状定状态。2.PN结的的单向向导电性性如如果果在在PN结两两端端加加上上不不同同极极性性的的电压，PN结会呈会呈现出不同的出不同的导电性能。性能。（1）PN结外加正向外加正向电压 PN结结P端接高电位，端接高电位，N端接低电位，称端接低电位，称PN结外加正向电压，又称结外加正向电压，又称PN结正
11、向偏置，结正向偏置，简称为正偏，如图简称为正偏，如图1.8所示。所示。图1.8 PN结外加正向电压 （2）PN结外加反向外加反向电压 PN结结P端接低电位，端接低电位，N端接高电位，端接高电位，称称PN结外加反向电压，又称结外加反向电压，又称PN结反向偏置结反向偏置，简称为反偏，如图，简称为反偏，如图1.9所示。所示。图1.9 PN结外加反向电压 PN结的的单向向导电性性是是指指PN结外外加加正正向向电压时处于于导通通状状态，外外加加反反向向电压时处于截止状于截止状态。1.2半半导体二极管体二极管1.2.1 二极管的二极管的结构及符号构及符号半半导体体二二极极管管同同PN结一一样具具有有单向向
12、导电性性。二二极极管管按按半半导体体材材料料的的不不同同可可以以分分为硅硅二二极极管管、锗二二极极管管和和砷砷化化镓二二极极管管等等。可可分分为点点接接触触型型、面面接接触触型型和和平平面面型型二二极极管三管三类，如，如图1.10所示。所示。图1.10不同不同结构的各构的各类二极管二极管图图1.11所所示示为为二二极极管管的的符符号号。由由P端端引引出出的的电电极极是是正正极极，由由N端端引引出出的的电电极极是是负负极极，箭箭头头的的方方向向表表示示正正向向电电流流的的方方向向，VD是二极管的文字符号。是二极管的文字符号。图1.11二极管的符号二极管的符号常常见的的二二极极管管有有金金属属、塑
13、塑料料和和玻玻璃璃三三种种封封装装形形式式。按按照照应用用的的不不同同，二二极极管管分分为整整流流、检波波、开开关关、稳压、发光光、光光电、快快恢恢复复和和变容容二二极极管管等等。根根据据使使用用的的不不同同，二二极极管管的的外外形形各各异异，图1.12所示所示为几种常几种常见的二极管外形。的二极管外形。图图1.12常见的二极管外形常见的二极管外形1.2.2 二极管的伏安特性及主要参数二极管的伏安特性及主要参数1.二极管的伏安特性二极管的伏安特性二二极极管管两两端端的的电压U及及其其流流过二二极极管管的的电流流I之之间的的关关系系曲曲线，称称为二二极极管管的的伏安特性。伏安特性。（1）正向特性
14、）正向特性二二极极管管外外加加正正向向电压时，电流流和和电压的的关关系系称称为二二极极管管的的正正向向特特性性。如如图1.13所所示示，当当二二极极管管所所加加正正向向电压比比较小小时（0UIB，而而且且有有IC与与IB的比的比值近似相等，大近似相等，大约等于等于50。（3）对表表1.4中中任任两两列列数数据据求求IC和和IB变化化量量的的比比值，结果仍然近似相等，果仍然近似相等，约等于等于50。（4）从从表表1.4中中可可知知，当当IB=0（基基极极开开路路）时，集集电极极电流流的的值很很小小，称称此此电流流为三三极极管的穿透管的穿透电流流ICEO。穿透。穿透电流流ICEO越小越好。越小越好
15、。2.三极管三极管实现电流分配的原理流分配的原理上上述述实验结论可可以以用用载流流子子在在三三极极管管内内部部的的运运动规律律来来解解释。图1.29为三三极极管管内部内部载流子的流子的传输与与电流分配示意流分配示意图。图图1.291.29三极管内部三极管内部三极管内部三极管内部载载流子的流子的流子的流子的传输传输与与与与电电流分配示意流分配示意流分配示意流分配示意图图（1）发射区向基区射区向基区发射自由射自由电子，形子，形成成发射极射极电流流IE。（2）自由）自由电子在基区与空穴复合，形子在基区与空穴复合，形成基极成基极电流流IB。（3）集）集电区收集从区收集从发射区射区扩散散过来的来的自由自
16、由电子，形成集子，形成集电极极电流流IC。3.结论（1）要要使使三三极极管管具具有有放放大大作作用用，发射射结必必须正向偏置，而集正向偏置，而集电结必必须反向偏置。反向偏置。（2）一般有）一般有1；通常；通常认为。（3）三极管的）三极管的电流分配及放大关系式流分配及放大关系式为： IE=IC+IB IC=IB1.3.3 三极管的特性曲三极管的特性曲线及主要参数及主要参数1.三极管的特性曲三极管的特性曲线三三极极管管的的特特性性曲曲线是是指指三三极极管管的的各各电极极电压与与电流流之之间的的关关系系曲曲线，它它反反映映出出三三极极管管的的特特性性。它它可可以以用用专用用的的图示示仪进行行显示示，
17、也也可可通通过实验测量量得得到到。以以NPN型型硅硅三三极管极管为例，其常用的特性曲例，其常用的特性曲线有以下两种。有以下两种。（1）输入特性曲入特性曲线它它是是指指一一定定集集电极极和和发射射极极电压UCE下下，三三极极管管的的基基极极电流流IB与与发射射结电压UBE之之间的的关关系系曲曲线。实验测得得三三极极管管的的输入入特特性性曲曲线如如图1.30所示。所示。图图1.30三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线（2）输出特性曲出特性曲线它它是是指指一一定定基基极极电流流IB下下，三三极极管管的的集集电极极电流流IC与与集集电结电压UCE之之间的的关关系系曲曲线。实验测得得三三极极管管的的
18、输出出特特性性曲曲线如如图1.31所示。所示。图图1.31三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线一一般般把把三三极极管管的的输出出特特性性分分为3个个工工作作区域，下面分区域，下面分别介介绍。截止区截止区三极管工作在截止状三极管工作在截止状态时，具有以下，具有以下几个特点：几个特点：（a）发射射结和集和集电结均反向偏置；均反向偏置；（b）若不）若不计穿透穿透电流流ICEO，有，有IB、IC近似近似为0；（c）三极管的集）三极管的集电极和极和发射极之射极之间电阻很大，三极管相当于一个开关断开。阻很大，三极管相当于一个开关断开。放大区放大区图1.31中中，输出出特特性性曲曲线近近似似平平坦坦的的
19、区区域域称称为放放大大区区。三三极极管管工工作作在在放放大大状状态时，具有以下特点：，具有以下特点：（a）三三极极管管的的发射射结正正向向偏偏置置，集集电结反向偏置；反向偏置；（b）基基极极电流流IB微微小小的的变化化会会引引起起集集电极极电流流IC较大大的的变化化，有有电流流关关系系式：式：IC=IB；（c）对NPN型型的的三三极极管管，有有电位位关关系系：UCUBUE；（d）对NPN型型硅硅三三极极管管，有有发射射结电压 UBE0.7V； 对 NPN型型 锗 三三 极极 管管 ， 有有UBE0.2V。饱和区和区三三极极管管工工作作在在饱和和状状态时具具有有如如下下特点：特点：（a）三三极极
20、管管的的发射射结和和集集电结均均正向偏置；正向偏置；（b）三三极极管管的的电流流放放大大能能力力下下降降，通常有通常有ICIB；（c）UCE的的值很很小小，称称此此时的的电压UCE为三三极极管管的的饱和和压降降，用用UCES表表示示。一一般般硅硅三三极极管管的的UCES约为0.3V，锗三三极极管管的的UCES约为0.1V；（d）三三极极管管的的集集电极极和和发射射极极近近似似短短接，三极管接，三极管类似于一个开关似于一个开关导通。通。三极管作为开关使用时，通常工作在三极管作为开关使用时，通常工作在截止和饱和导通状态；作为放大元件使用截止和饱和导通状态；作为放大元件使用时，一般要工作在放大状态。
21、时，一般要工作在放大状态。2.三极管的主要参数三极管的主要参数三三极极管管的的参参数数有有很很多多，如如电流流放放大大系系数数、反反向向电流流、耗耗散散功功率率、集集电极极最最大大电流流、最最大大反反向向电压等等，这些些参参数数可可以以通通过查半半导体体手手册册来来得得到到。三三极极管管的的参参数数是是正正确确选定定三三极极管管的的重重要要依依据据，下下面面介介绍三三极极管的几个主要参数。管的几个主要参数。（1）共）共发射极射极电流放大系数流放大系数和和它它是是指指从从基基极极输入入信信号号，从从集集电极极输出出信信号号，此此种种接接法法（共共发射射极极）下下的的电流流放大系数。放大系数。（2
22、）极）极间反向反向电流流集集电极基极极基极间的反向的反向饱和和电流流ICBO集集电极极发射极射极间的穿透的穿透电流流ICEO（3）极限参数）极限参数集集电极最大允极最大允许电流流ICM集集电极最大允极最大允许功率功率损耗耗PCM反向反向击穿穿电压图1.32 三极管的安全工作区 3.温度温度对三极管特性的影响三极管特性的影响同同二二极极管管一一样，三三极极管管也也是是一一种种对温温度度十十分分敏敏感感的的器器件件，随随温温度度的的变化化，三三极极管的性能参数也会改管的性能参数也会改变。图1.33和和图1.34所所示示为三三极极管管的的特特性性曲曲线受温度的影响情况。受温度的影响情况。图1.33温
23、度温度对三极管三极管输入特性的影响入特性的影响图图1.34温度对三极管输出特性的影响温度对三极管输出特性的影响1.3.4 三极管的三极管的检测1.已已知知型型号号和和管管脚脚排排列列的的三三极极管管，判断其性能的好坏判断其性能的好坏（1）测量极量极间电阻阻（2）三极管穿透）三极管穿透电流流ICEO大小的判断大小的判断（3）电流放大系数流放大系数的估的估计2.判判别三极管的管脚三极管的管脚（1）判定基极和管型）判定基极和管型（2）判定集）判定集电极极c和和发射极射极e图1.35 判别三极管c、e电极的原理图 1.3.5 特殊三极管特殊三极管1.光光电三极管三极管光光电三三极极管管又又叫叫光光敏敏
24、三三极极管管，是是一一种种相相当当于于在在三三极极管管的的基基极极和和集集电极极之之间接接入入一一只只光光电二二极极管管的的三三极极管管，光光电二二极极管管的的电流流相相当当于于三三极极管管的的基基极极电流流。从从结构构上上讲，此此类管管子子基基区区面面积比比发射射区区面面积大大很很多多，光光照照面面积大大，光光电灵灵敏敏度度比比较高高，因因为具具有有电流流放放大大作作用用，在在集集电极极可可以以输出出很大的光很大的光电流。流。光光电三三极极管管有有塑塑封封、金金属属封封装装（顶部部为玻玻璃璃镜窗窗口口）、陶陶瓷瓷、树脂脂等等多多种种封封装装结构构，引引脚脚分分为两两脚脚型型和和三三脚脚型型。
25、一一般般两两个个管管脚脚的的光光电三三极极管管，管管脚脚分分别为集集电极极和和发射射极极，而而光光窗窗口口则为基基极极。图1.36所所示示为光光电三极管的等效三极管的等效电路、符号和外形。路、符号和外形。图1.36 光电三极管的符号、等效电路和外形 2.光耦合器光耦合器光光耦耦合合器器是是把把发光光二二极极管管和和光光电三三极极管管组合合在在一一起起的的光光电转换器器件件。图1.37所示所示为光耦合器的一般符号。光耦合器的一般符号。图1.37 光耦合器的一般符号 3.达林达林顿管（复合管）管（复合管）达达林林顿管管是是指指两两个个或或两两个个以以上上的的三三极极管管按按一一定定方方式式连接接而
26、而成成的的管管子子，电流流放放大大系数及系数及输入阻抗都比入阻抗都比较大。大。达达林林顿管管分分为普普通通达达林林顿管管和和大大功功率率达达林林顿管管，主主要要用用于于音音频功功率率放放大大、电源源稳压、大、大电流流驱动、开关控制等、开关控制等电路。路。1.4场效效应管管场效效应管管则是是一一种种电压控控制制器器件件，它它是是利利用用电场效效应来来控控制制其其电流流的的大大小小，从从而而实现放放大大。场效效应管管工工作作时，内内部部参参与与导电的的只只有有多多子子一一种种载流流子子，因因此此又又称称为单极性器件。极性器件。根根据据结构构不不同同，场效效应管管分分为两两大大类，结型型场效效应管和
27、管和绝缘栅场效效应管。管。1.4.1 结型型场效效应管管结型型场效效应管管分分为N沟沟道道结型型管管和和P沟沟道道结型型管管，它它们都都具具有有3个个电极极：栅极极、源源极极和和漏漏极极，分分别与与三三极极管管的的基基极极、发射射极极和集和集电极相极相对应。1.结型型场效效应管的管的结构与符号构与符号图1.38所所示示为N沟沟道道结型型场效效应管管的的结构构与与符符号号，结型型场效效应管管符符号号中中的的箭箭头，表示由表示由P区指向区指向N区。区。图1.38N沟道沟道结型管的型管的结构与符号构与符号 P沟沟道道结型型场效效应管管的的构构成成与与N沟沟道道类似似，只只是是所所用用杂质半半导体体的
28、的类型型要要反反过来来。图1.39所示所示为P沟道沟道结型型场效效应管的管的结构与符号。构与符号。图图1.39P沟道结型管的结构与符号沟道结型管的结构与符号2.N沟道沟道结型型场效效应管的工作原理管的工作原理（1）当当栅源源电压UGS=0时，两两个个PN结的的耗耗尽尽层比比较窄窄，中中间的的N型型导电沟沟道道比比较宽，沟道，沟道电阻小，如阻小，如图1.40所示。所示。图1.40 UGS=0时的导电沟道 （2）当当UGS0时，两两个个PN结反反向向偏偏置置，PN结的的耗耗尽尽层变宽，中中间的的N型型导电沟沟道道相相应变窄，沟道窄，沟道导通通电阻增大，如阻增大，如图1.41所示。所示。图图1.41
29、UGS0时的导电沟道时的导电沟道图1.42 UGSUP时的导电沟道 （3）当当UP0时，可可产生生漏漏极极电流流ID。ID的的大大小小将将随随栅源源电压UGS的的变化化而而变化化，从从而而实现电压对漏漏极极电流流的的控制作用。控制作用。 UDS的的存存在在，使使得得漏漏极极附附近近的的电位位高高，而而源源极极附附近近的的电位位低低，即即沿沿N型型导电沟沟道道从从漏漏极极到到源源极极形形成成一一定定的的电位位梯梯度度，这样靠靠近近漏漏极极附附近近的的PN结所所加加的的反反向向偏偏置置电压大大，耗耗尽尽层宽；靠靠近近源源极极附附近近的的PN结反反偏偏电压小小，耗耗尽尽层窄窄，导电沟沟道道成成为一一
30、个个楔楔形，如形，如图1.43所示。所示。图图1.43UGS和和UDS共同作用的情况共同作用的情况为实现场效效应管管栅源源电压对漏漏极极电流流的的控控制制作作用用，结型型场效效应管管在在工工作作时，栅极和源极之极和源极之间的的PN结必必须反向偏置。反向偏置。3.结型型场效效应管的特性曲管的特性曲线及主要参数及主要参数（1）输出特性曲出特性曲线输出特性曲线是指栅源电压输出特性曲线是指栅源电压UGS一定一定时，漏极电流时，漏极电流ID与漏源电压与漏源电压UDS之间的关之间的关系曲线，如图系曲线，如图1.44所示。所示。图1.44 N沟道结型场效应管的输出特性曲线 场效效应管的管的输出特性曲出特性曲
31、线可分可分为四个区域：四个区域：可可变电阻区阻区恒流区恒流区截止区（截止区（夹断区）断区）击穿区穿区（2）转移特性曲移特性曲线在在场效效应管管的的UDS一一定定时，ID与与UGS之之间的的关关系系曲曲线称称为场效效应管管的的转移移特特性性曲曲线，如如图1.45所所示示。它它反反映映了了场效效应管管栅源源电压对漏极漏极电流的控制作用。流的控制作用。图1.45N沟道沟道结型型场效效应管的管的转移特性曲移特性曲线当当UGS=0时，导电沟沟道道电阻阻最最小小，ID最最大大，称此称此电流流为场效效应管的管的饱和漏极和漏极电流流IDSS。当当UGS=UP时，导电沟沟道道被被完完全全夹断断，沟沟道道电阻最大
32、，此阻最大，此时ID=0，称，称UP为夹断断电压。（3）主要参数）主要参数夹断断电压（UP）饱和漏极和漏极电流流IDSS直流直流输入入电阻（阻（RGS）最大耗散功率（最大耗散功率（PDM）低低频跨跨导（gm）漏源漏源击穿穿电压（U（BR）DS）栅源源击穿穿电压（U（BR）GS）1.4.2 绝缘栅场效效应管管绝缘栅场效效应管管是是由由金金属属（Metal）、氧氧化化物物（Oxide）和和半半导体体（Semiconductor）材材料料构构成成的的，因因此此又又叫叫MOS管。管。绝缘栅场效效应管管分分为增增强强型型和和耗耗尽尽型型两两种，每一种又包括种，每一种又包括N沟道和沟道和P沟道两种沟道两种
33、类型。型。（1）结构与符号构与符号以以N沟沟道道增增强强型型MOS管管为例例，它它是是以以P型型半半导体体作作为衬底底，用用半半导体体工工艺技技术制制作作两两个个高高浓度度的的N型型区区，两两个个N型型区区分分别引引出出一一个个金金属属电极极，作作为MOS管管的的源源极极S和和漏漏极极D；在在P形形衬底底的的表表面面生生长一一层很很薄薄的的SiO2绝缘层，绝缘层上上引引出出一一个个金金属属电极极称称为MOS管管的的栅极极G。B为从从衬底底引引出出的的金金属属电极极，一一般般工工作作时衬底底与与源源极极相相连。图1.46所所示示为N沟沟道道增增强强型型MOS管管的的结构构与与符符号。号。图1.4
34、6N沟道增沟道增强强型型MOS管的管的结构与符号构与符号符符号号中中的的箭箭头表表示示从从P区区（衬底底）指指向向N区（区（N沟道），虚沟道），虚线表示增表示增强强型。型。（2）N沟道增沟道增强强型型MOS管的工作原理管的工作原理如如图1.47所所示示，在在栅极极G和和源源极极S之之间加加电压UGS，漏漏极极D和和源源极极S之之间加加电压UDS，衬底底B与源极与源极S相相连。图1.47 N沟道增强型MOS管加栅源电压UGS 形成导电沟道所需要的最小栅源电压形成导电沟道所需要的最小栅源电压UGS，称为开启电压，称为开启电压UT。（3）特性曲）特性曲线输出特性（漏极特性）曲出特性（漏极特性）曲线图
35、1.48 N沟道增强型MOS管的输出特性曲线 转移特性曲移特性曲线图1.49 N沟道增强型MOS管的转移特性曲线 2.耗尽型耗尽型绝缘栅场效效应管管（1）结构、符号与工作原理构、符号与工作原理图1.50 N沟道耗尽型MOS管的结构与符号 （2）特性曲）特性曲线图1.51 N沟道耗尽型MOS管的输出特性曲线和转移特性曲线 耗耗尽尽型型MOS管管工工作作时，其其栅源源电压UGS可可以以为0，也也可可以以取取正正值或或负值，这个个特点使其在特点使其在应用中具有更大的灵活性。用中具有更大的灵活性。3.绝缘栅场效效应管的主要参数管的主要参数开开启启电压UT：指指UDS为一一定定值时，形形成成导电沟沟道道
36、，使使增增强强型型MOS管管导通通所所需需要要的的栅源源电压值。1.4.3 各各种种场效效应管管的的符符号号、电压极性及特性曲极性及特性曲线1.4.4 三三极极管管与与场效效应管管的的性性能能特特点及点及检测与与选用用1.三极管与三极管与场效效应管的性能特点管的性能特点2.结型型场效效应管的管的检测（1）判定）判定结型型场效效应管的管的栅极和管型极和管型（2）用万用表判定）用万用表判定结型型场效效应管的好坏管的好坏3.选用用场效效应管管应注意的事注意的事项（1）选用用场效效应管管时，不能超，不能超过其极限参数。其极限参数。（2）结型型场效效应管的源极和漏极可以互管的源极和漏极可以互换。（3）M
37、OS管管有有3个个引引脚脚时，表表明明衬底底已已经与与源源极极连在在一一起起，漏漏极极和和源源极极不不能能互互换；有有4个个引引脚脚时，源极和漏极可以互，源极和漏极可以互换。（4）MOS管管的的输入入电阻阻高高，容容易易造造成成因因感感应电荷荷泄泄放放不不掉掉而而使使栅极极击穿穿永永久久失失效效。因因此此，在在存存放放MOS管管时，要要将将3个个电极极引引线短短接接；焊接接时，电烙烙铁的的外外壳壳要要良良好好接接地地，并并按按漏漏极极、源源极极、栅极极的的顺序序进行行焊接接，而而拆拆卸卸时则按按相相反反顺序序进行行；测试时，测量量仪器器和和电路路本本身身都都要要良良好好接接地地，要要先先接接好好电路路再再去去除除电极极之之间的的短短接接。测试结束后，要先短接束后，要先短接电极再撤除极再撤除仪器。器。（5）电源源没没有有关关时，绝对不不能能把把场效效应管管直接插入到直接插入到电路板中或从路板中或从电路板中拔出来。路板中拔出来。（6）相相同同沟沟道道的的结型型场效效应管管和和耗耗尽尽型型MOS场效效应管，在相同管，在相同电路中可以通用。路中可以通用。
