《第章半导体器件ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第章半导体器件ppt课件（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第1 1章章 半导体器件半导体器件1.21.2半导体二极管半导体二极管 1.31.3特殊二极管特殊二极管1.41.4半导体三极管半导体三极管1.51.5场效应管场效应管1.1PN1.1PN结及其单向导电性结及其单向导电性1）受外界光照时电导率发生很大变化光敏性； 2）受外界热刺激时电导率发生很大变化热敏性；3）掺进微量杂质，导电能力显著增加掺杂性。1.1PN1.1PN1.1PN1.1PN结及其单向导电性结及其单向导电性结及其单向导电性结及其单向导电性载流子载流子可以自由移动的带电粒子。 根据物体导电能力的不同，划分为导体、绝缘体和半导体。典型的半导体有硅Si和锗Ge等。半导体的特点半导体的特
2、点：+4+4+4+4+4+4+4+4+4T=0K时时本本征征半半导导体体纯纯净净的的、具具有有晶晶体体结结构构的的半半导导体体，称称为为本本征征半导体。半导体。+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴本征激发本征激发复合复合在常温下在常温下成对出现成对出现成对消失成对消失本征半导体的载流子本征半导体的载流子空穴运动空穴运动结结 论论1.1.本征半导体中存在数量相等的两种载本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即流子，即自由电子自由电子和和空穴空穴。3.3.温度越高，载流子的浓度越高。因此本温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强。征半导体的导电能力越强。温度
3、是影响半导体性能的一个重要的外部温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大因素，这是半导体的一大特点特点。2.2.本征半导体的导电能力取决于载流子本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。的浓度。杂质半导体杂质半导体: 杂质半导体N型半导体P型半导体（三价）（五价）+4+4+4+4+4+4+4+4（1 1）N N型半导体型半导体 在硅或锗的在硅或锗的晶体中掺入少量晶体中掺入少量的五价元素的五价元素, ,如如磷磷, ,则形成则形成N N型半型半导体。导体。(电子型半导体) 磷原子磷原子+4+5多余价电子多余价电子自由电子自由电子正离子正离子本征激发本征激发+4+4+4+4+4+4+
4、4空穴空穴（2 2）P P型半导体型半导体在硅或锗的晶体在硅或锗的晶体中掺入少量的三中掺入少量的三价元素价元素, ,如硼如硼, ,则则形成形成P P型半导体。型半导体。 ( (空穴型半导体空穴型半导体) ) +4+4硼原子硼原子填补空位填补空位+3负离子负离子本征激发本征激发1.N1.N型半导体中自由电子是多子，其中大部分是掺型半导体中自由电子是多子，其中大部分是掺杂提供的，本征半导体中受激产生的自由电子杂提供的，本征半导体中受激产生的自由电子只占少数。只占少数。 N N型半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形成型半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主要是电流
5、，由于数量的关系，起导电作用的主要是多子多子。近似认为多子与杂质浓度相等。近似认为多子与杂质浓度相等。2 2.P.P型半导体中空穴是多子，自由电子是少子型半导体中空穴是多子，自由电子是少子。结结 论论P 区区N 区区1. PN 1. PN 结的形成结的形成N区的电子向区的电子向P区扩散并与空穴复合区扩散并与空穴复合P区的空穴向区的空穴向N区扩散并与电子复合区扩散并与电子复合空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向二、二、PNPN结及其单向导电性结及其单向导电性内电场方向内电场方向E外电场方向外电场方向RI2. PN 2. PN 结的单向导电性结的单向导电性P 区区N 区区外电场驱使外电场驱使P
6、区的空穴进入空间区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负空间电荷电荷区抵消一部分负空间电荷N区电子进入空间电荷区区电子进入空间电荷区抵消一部分正空间电荷抵消一部分正空间电荷空间电荷区变窄空间电荷区变窄 扩散运动增强，形扩散运动增强，形成较大的正向电流成较大的正向电流（1 1）外加正向电压）外加正向电压R2. PN 2. PN 结的单向导电性结的单向导电性P 区区N 区区空间电荷区变宽空间电荷区变宽 （2 2）外加反向电压）外加反向电压E 外电场方向外电场方向内电场方向内电场方向少数载流子越过少数载流子越过PN结结形成很小的反向电流形成很小的反向电流 IR1、空间电荷区中没有载流子又称耗尽层。、空间电
7、荷区中没有载流子又称耗尽层。2、空间电荷区中内电场阻碍、空间电荷区中内电场阻碍扩散运动扩散运动的进的进行。（扩散运动为多子形成的运动）行。（扩散运动为多子形成的运动）3、少子少子数量有限，因此由它们形成的电流很小。数量有限，因此由它们形成的电流很小。4、PN结具有单向导电性。结具有单向导电性。 正向偏置正向偏置： P区加正、区加正、N区加负电压区加负电压 多子运动增强，多子运动增强，PN结导通结导通 反向偏置：反向偏置：P区加负、区加负、N区加正电压区加正电压 少子运动增强，少子运动增强，PN结截止结截止结结 论论1.2 半导体二极管二极管二极管 ：一个PN结就是一个二极管。单向导电：单向导电
8、：二极管正极接电源正极，负极接电源负极时电流可以通过。反之电流不能通过。符号符号：伏安特性伏安特性UI死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.2V。导通压降导通压降: : 硅管硅管0.60.7V, 锗锗管管0.20.3V。反向击穿电反向击穿电压压U(BR)小结：小结：（1 1）二极管正向电压很）二极管正向电压很 小时，有死区。小时，有死区。（2 2）二极管正向导通时）二极管正向导通时 管压降基本固定。导通电管压降基本固定。导通电阻很小。阻很小。（3 3）二极管反向截止时）二极管反向截止时 ，反向电流很小，并几乎，反向电流很小，并几乎不变，称反向饱和电流。不变，称反向饱和电流。（4 4）
9、反向电压加大到一）反向电压加大到一 定程度二极管反向击穿。定程度二极管反向击穿。OACBD半导体二极管的参数半导体二极管的参数(1) 最大整流电流最大整流电流I IOMOM(2) 反向工作峰值电压反向工作峰值电压U UBWMBWM(3) 反向峰值电流反向峰值电流I IRMRM二极管加上反向峰值电压下的反向电流值。二极管连续工作时，允许流过的最大整流电流的平均值。二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压。为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压一般是反向击穿电压的一半或三分之二。UI 试求下列电路中的电流。（二极管为硅管）试求下列电路中的电流。（二极管为硅管）分析、应用举例分析、
10、应用举例 二极管的二极管的应用范围很广应用范围很广,它可用于整流、检波、限幅、它可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。元件保护以及在数字电路中作为开关元件。 其中：其中： U US S=5V=5V，R=1KR=1K 解：电路中二极管处于导通状态解：电路中二极管处于导通状态+-USRI二极管为电流控制型元件，二极管为电流控制型元件，R是限流电阻。是限流电阻。例例1 1 已知已知VA=3V， VB=0V， VDA 、VDB为锗管，求输为锗管，求输出端出端Y的电位并说明的电位并说明二极管的二极管的作用。作用。 解：解： VDA优先导通，则优先导通，则VY=30.3=2.7VV
11、DA导通后导通后, VDB因反偏而截止因反偏而截止,起起隔离隔离隔离隔离作用作用, VDA起起钳位钳位钳位钳位作用作用,将将Y端的电位钳制在端的电位钳制在+2.7V。 VDA 12VYABVDBR二极管导通后，管子上的管压降基本恒定。二极管导通后，管子上的管压降基本恒定。例例2 2利用二极管的单向导电利用二极管的单向导电性可作为电子开关性可作为电子开关vI1 vI2二极管工作状态D1 D2v00V 0V导通 导通导通 截止截止 导通截止 截止0V 5V5V 0V5V 5V0V0V0V5V求求v vI1I1和和v vI2I2不同值组合时的不同值组合时的v v0 0值（二极管为理想模型）。值（二极
12、管为理想模型）。解：解：例例3 3两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起取取取取 B B B B 点作参考点，点作参考点，点作参考点，点作参考点，断开二极管断开二极管断开二极管断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。分析二极管阳极和阴极的电位。分析二极管阳极和阴极的电位。分析二极管阳极和阴极的电位。 D D D D2 2 2 2 优先导通，优先导通，优先导通，优先导通， D D D D1 1 1 1截止。截止。截止。截止。若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管
13、可看作短路，U U U UABABABAB = 0 V= 0 V= 0 V= 0 V电路如左图电路如左图D D D D1 1 1 1承受电压为承受电压为承受电压为承受电压为6 V6 V6 V6 V流过流过流过流过 D D D D2 2 2 2 的电流为的电流为的电流为的电流为求：求：求：求：U U U UABABABABD D2 2 起钳位作用，起钳位作用， D D1 1起隔离作用。起隔离作用。 B BD D1 16V6V12V12V3k3k A AD D2 2U UABAB+ +6 V6 V6 V6 V0 V0 V0 V0 V12 V12 V12 V12 V例例4 4VRVmvit0V Vi
14、 i V VR R时，二极管导通，时，二极管导通，v vo o=v=vi i。V Vi i V 3.6V 3.6V时，二极管导通，时，二极管导通，v vo o= =3.6V3.6V。V Vi i 3.6VVV1 1时，时，D D1 1导通、导通、D D2 2截止，截止，V Vo o=V=V1 1。V Vi iVV2 2时，时，D D2 2导通、导通、D D1 1截止，截止，V Vo o=V=V2 2。V V2 2 V Vi iVV1 1时，时，D D1 1、D D2 2均均截止，截止，V Vo o=V=Vi i。例例7 7二极管的应用二极管的应用:画输出电压波形画输出电压波形.RRLuiuRu
15、otttuiuRuo例例8 8本课应重点掌握的内容1.理解PN结的单向导电性；2.了解二极管的基本构造、工作原理; 掌握二极管的特性曲线，理解主要参数的意义；3.会分析含有二极管的电路；结 束1.3 特殊二极管稳压二极管稳压二极管+-1 1、稳压二极管符号稳压二极管符号UIUZIZ2 2、稳压二极管特性曲线稳压二极管特性曲线当稳压二极管工作当稳压二极管工作在反向击穿状态下在反向击穿状态下,当工作电流当工作电流IZ在在Izmax和和 Izmin之间时之间时,其两端电压近似为其两端电压近似为常数常数正向同正向同二极管二极管稳定稳定电流电流稳定稳定电压电压IZmaxIZmin3. 3. 主要参数主要
16、参数(1) (1) (1) (1) 稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U U U UZ Z Z Z 稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作( ( ( (反向击反向击反向击反向击穿穿穿穿) ) ) )时管子两端的电压。时管子两端的电压。时管子两端的电压。时管子两端的电压。(3) (3) (3) (3) 动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻(2) (2) 稳定电流稳定电流 I IZ Z 、(4) (4) (4) (4) 最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率 P P P PZM ZM ZM ZM = = = = U U U UZ Z Z Z I I I IZM
17、axZMaxZMaxZMaxr rZ Z愈小，曲线愈陡，稳压愈小，曲线愈陡，稳压愈小，曲线愈陡，稳压愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。性能愈好。性能愈好。性能愈好。UIUZIZIZmaxIZmin最大稳定电流最大稳定电流 I IZMaxZMax、最小稳定电流最小稳定电流I IZminZmin 稳压二极管的应用稳压二极管的应用IRIzILUZ稳压二极管技术数据为：稳压值稳压二极管技术数据为：稳压值UZ=10V，Izmax=12mA，Izmin=2mA，负载电阻，负载电阻RL=2k ，输入电压，输入电压ui=12V，限，限流电阻流电阻R=200 。若。若负载电阻负载电阻变化范围为变化范围为1.5 k
18、4 k ，是否还能稳压？，是否还能稳压？UZW=10V ui=12VR=200 Izmax=12mAIzmin=2mARL=2k (1.5 k 4 k ) IL=uo/RL=UZ/RL=10/2=5（mA）IR= (ui - UZ)/R=(12-10)/0.2=10(mA） IZ = IR - IL=10-5=5 （mA）RL=1.5 k , IL=10/1.5=6.7（mA）, IZ =10-6.7=3.3（mA）RL=4 k , IL=10/4=2.5（mA）, IZ =10-2.5=7.5（mA）负载变化负载变化,但但IZ仍在仍在12mA和和2mA之间之间,所以所以稳压管仍能起稳压作用稳
19、压管仍能起稳压作用IRIzILUZ光电二极管光电二极管反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。符号符号符号符号光电二极管光电二极管光电二极管光电二极管光电二极管电路光电二极管电路光电二极管电路光电二极管电路I I I IU U U U 照度增加照度增加照度增加照度增加发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管电路发光二极管电路发光二极管电路发光二极管电路频率：频率：频率：频率：高频管、低频管功率：功率：功率：功率：材料：材料：材料：材料：小、中、大功率管硅管、锗管类型：类型：类型
20、：类型： NPN型、PNP型半导体三极管是具有电流放大功能的元件1.3半导体三极管晶体三极管的结构与符号发射结 集电结基极发射极 集电极发射区基区 集电区三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏 PNP PNP发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 U UB BUUE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 U UC CUUUE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 U UC CUUB B 测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路发
21、射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路共发射极电路输入回路输入回路输出回路输出回路I IC CE EB BmAmA A AV VU UCECEU UBEBER RB BI IB BE EC CV V+ + + + +各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用I I I IB B B B(mA)(mA)(mA)(mA)I I I IC C C C(mA)(mA)(mA)(mA)I I I IE E E E(mA)(mA)(mA)(mA)0 0 0 00.020.020.02
22、0.020.040.040.040.040.060.060.060.060.080.080.080.080.100.100.100.100.0010.0010.0010.0010.700.700.700.701.501.501.501.502.302.302.302.303.103.103.103.103.953.953.953.950.0010.0010.001IC , IC饱和饱和;UCES 0.3V称为饱和压降。称为饱和压降。2.2.饱和区饱和区条件条件:发射结发射结和集电结均和集电结均为正偏为正偏.IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A10
23、0 A此区域中特点此区域中特点 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC 。BE结正偏，结正偏，BC结正偏结正偏 ，即，即UCE UBE （UCE 0.3V ，UBE 0.7V） (3) 截止区截止区 UBEVVb bVVe e放大放大V Vc cVVb bVVe e例例3 3： 测量放大电路中的三极管两个电极的电流，试判断三极管管脚、类型。例例4 4：半导体三极管的主要参数半导体三极管的主要参数1. 1. 1. 1. 电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数， 直流电流放大系数直流电流放大系数直流电流放大系数直流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数
24、 表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。注意：注意：注意：注意： 和和和和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且且且且I I I ICE0 CE0 CE0 CE0 较小的情况下，两者数值接近。
25、较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的 值在值在值在值在20 - 20020 - 20020 - 20020 - 200之间。之间。之间。之间。在在在在U U U UCECECECE= 6 V= 6 V= 6 V= 6 V时，在时，在时，在时，在 Q Q Q Q1 1 1 1 点点点点I I I IB B B B=40=40=40=40 A, A, A, A, I I I IC C C C=1.5mA=1.5mA=1.5mA=1.5mA； 在在在在 Q Q Q Q2 2 2 2 点点点点I I I I
26、B B B B=60 =60 =60 =60 A,A,A,A,I I I IC C C C=2.3mA=2.3mA=2.3mA=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理： = = = = 。I I I IB B B B=0=0=0=020202020 A A A A40404040 A A A A60606060 A A A A80808080 A A A A100100100100 A A A A3 3 3 36 6 6 6I I I IC C C C( ( ( (m m m mA A A A
27、) ) ) )1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4U U U UCECECECE(V)(V)(V)(V)9 9 9 9121212120 0 0 0Q Q Q Q1 1 1 1Q Q Q Q2 2 2 2在在在在 Q Q Q Q1 1 1 1 点，有点，有点，有点，有由由由由 Q Q Q Q1 1 1 1 和和和和Q Q Q Q2 2 2 2点，得点，得点，得点，得例例5 5：2.2.2.2.集集集集- - - -基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流 I I I ICBOCBOCBOCBO I I I ICBOCBOCBOCBO是由少数载流子的漂
28、移是由少数载流子的漂移是由少数载流子的漂移是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的运动所形成的电流，受温度的运动所形成的电流，受温度的运动所形成的电流，受温度的影响大。影响大。影响大。影响大。 温度温度温度温度I I I ICBOCBOCBOCBO I ICBOCBO A A+ +E EC C3.3.3.3.集集集集- - - -射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流( ( ( (穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流) ) ) )I I I ICEOCEOCEOCEO A AI ICEOCEOI IB B=0=0+ + I I I ICEOCEOCEOCEO受温度的
29、影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I I I ICEOCEOCEOCEO ，所以所以所以所以I I I IC C C C也相应也相应也相应也相应增加。增加。增加。增加。三极管的温度特性较三极管的温度特性较三极管的温度特性较三极管的温度特性较差。差。差。差。I I I IC C C CU U U UCECECECE=P=P=P=PCMCMCMCMI ICMCMU U(BR)CEO(BR)CEO安全工作区安全工作区I IC CU UCECEO O4. 4. 4. 4. 集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流 I I I ICM
30、CMCMCM 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I I I IC C C C上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，当值的下降，当值的下降，当值的下降，当 值下值下值下值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为降到正常值的三分之二时的集电极电流即为降到正常值的三分之二时的集电极电流即为降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 I I I ICMCMCMCM。5. 5. 5. 5. 集集集集- - - -射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压U U U U(BR)CEO(BR)CEO(BR)CEO(BR)CEO 当集当集
31、当集当集射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压U U U UCE CE CE CE 超过一定的数值时，三极管就超过一定的数值时，三极管就超过一定的数值时，三极管就超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是会被击穿。手册上给出的数值是会被击穿。手册上给出的数值是会被击穿。手册上给出的数值是25252525 C C C C、基极开路时的击穿基极开路时的击穿基极开路时的击穿基极开路时的击穿电压电压电压电压U U U U(BR)(BR)(BR)(BR) CEOCEOCEOCEO。6. 6. 6. 6. 集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电
32、极最大允许耗散功耗P P P PCMCMCMCM P P P PCMCMCMCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。高会烧坏三极管。高会烧坏三极管。高会烧坏三极管。 P P P PC C C C P P P PCM CM CM CM = = = =I I I IC C C C U U U UCECECECE 硅管允许结温约为硅管允许结温约为硅管允许结温约为硅管允许结温约为150150150150 C C C C，锗管约为，锗管约为，锗管约为
33、，锗管约为70707070 90909090 C C C C。本课应重点掌握的内容1.了解三极管的基本构造、工作原理;2. 掌握三极管的特性曲线，理解主要参数的意义；3. 掌握判断三极管的状态的方法；结 束结型场效应管结型场效应管 场效应晶体三极管是由一种载流子导电的、用输入电压控制输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有自由电子导电的N沟道器件和空穴导电的P沟道器件。 按照场效应三极管的结构划分，有结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。 1.1.结构结构1.5 场效应管2.工作原理 N 沟道PN结N N沟道场效应管工作时，沟道场效应管工作时，在栅极与源极之间加负电在栅极与源极之间
34、加负电压，栅极与沟道之间的压，栅极与沟道之间的PNPN结为反偏。结为反偏。 在漏极、源极之间加一在漏极、源极之间加一定正电压，使定正电压，使N N沟道中的多沟道中的多数载流子数载流子( (电子电子) )由源极向由源极向漏极漂移，形成漏极漂移，形成i iD D。i iD D的大的大小受小受U UGSGS的控制。的控制。P P沟道场效应管工作时，沟道场效应管工作时，极性相反，沟道中的多极性相反，沟道中的多子为空穴。子为空穴。2.工作原理 MOS MOS管管（1） 结构PNNGSDP型基底两个N区SiO2绝缘层金属层N沟道未预留 N沟道增强型沟道增强型预 留 N沟道耗尽型沟道耗尽型金属金属- -氧化
35、物氧化物- -半导体场效应管半导体场效应管 绝缘栅型场效应管Metal Oxide Semiconductor（2）符号N沟道增强型N沟道耗尽型（3） 工作原理PNNGSDN沟道增强型N沟道耗尽型N沟道MOS管的特性曲线IDmAVUDSUGS 实验线路(共源极接法)GSDRDPNNGSDNMOSNMOS场效应管转移特性场效应管转移特性N沟道耗尽型（UGS=0时，有ID）GSD0UGS（off）IDUGS夹断电压UGS有正有负N沟道增强型（UGS=0时，ID =0 ）GSDIDUGSUGS（th）开启电压UGS全正IDSSUGS=3VU DS （V）ID（mA）01324UGS=4VUGS=5V
36、UGS=2VUGS=1V开启电压UGS（th）=1V固定一个U DS，画出ID和UGS的关系曲线，称为转移特性曲线增强型增强型NMOSNMOS场效应管场效应管输出特性曲线输出特性曲线耗尽型NMOS场效应管输出特性曲线UGS=0VU DS （V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V夹断电压UP=-2V固定一个U DS，画出ID和UGS的关系曲线，称为转移特性曲线跨导跨导g gm mUGS=0VU DS （V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2Vg gm m= ID / UGS =（3-2）/（1-0）=1/1=1
37、mA/V UGS ID夹断区可变电阻区恒流区本章重点掌握的内容结 束理解理解理解理解PNPNPNPN结结的的的的单单向向向向导电导电性，三极管的性，三极管的性，三极管的性，三极管的电电流放大作流放大作流放大作流放大作用；用；用；用；了解二极管、了解二极管、了解二极管、了解二极管、稳压稳压管和三极管的基本构造、工管和三极管的基本构造、工管和三极管的基本构造、工管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲作原理和特性曲作原理和特性曲作原理和特性曲线线，理解主要参数的意，理解主要参数的意，理解主要参数的意，理解主要参数的意义义；会分析含有二极管的电路；会分析含有二极管的电路；会分析含有二极管的电路；会分析
38、含有二极管的电路；了解场效应管的工作原理。了解场效应管的工作原理。了解场效应管的工作原理。了解场效应管的工作原理。注意注意注意注意: :对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标 和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。件的目的在于应用。件的目的在于应用。件的目的在于应用。增强型增强型MOSMOS管特性管特性绝绝缘缘栅
39、栅场场效效应应管管N沟道增强型P沟道增强型耗尽型耗尽型MOSFETMOSFET的特性曲线的特性曲线绝绝缘缘栅栅场场效效应应管管 N沟道耗尽型P 沟道耗尽型场效应三极管的参数场效应三极管的参数 1. 开启电压UGS(th) 开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。 2. 夹断电压UGS(off) 夹断电压是耗尽型FET的参数，当UGS=UGS(off)时,漏极电流为零。 3. 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管, 当UGS=0时所对应的漏极电流。4. 输入电阻RGS 结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107；绝缘栅型场效应三极管, RGS约是10
40、91015。 5. 跨导gm 跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用，gm可以在转移特性曲线上求取，单位是mS(毫西门子)。6.最大漏极功耗PDM 最大漏极功耗可由PDM= UDS ID决定，与双极型三极管的PCM相当。场效应晶体管类型结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管MOSN沟道P沟道耗尽型增强型耗尽型增强型N沟道P沟道双极型三极管与场效应三极管的比较双极型三极管与场效应三极管的比较 双极型三极管双极型三极管 场效应三极管场效应三极管 结构结构 NPN型型 结型结型 N沟道沟道 P沟道沟道 与与 PNP型型 绝缘栅绝缘栅 增强型增强型 N沟道沟道 P沟道沟道 分类分类 C与与E一般不可一般不可 绝缘栅绝缘栅 耗尽型耗尽型 N沟道沟道 P沟道沟道 倒置使用倒置使用 D与与S有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用 载流子载流子 多子扩散少子漂移多子扩散少子漂移 多子漂移多子漂移 输入量输入量 电流输入电流输入 电压输入电压输入 控制控制 电流控制电流源电流控制电流源 电压控制电流源电压控制电流源 温度特性温度特性 受温度影响较大受温度影响较大 较小较小输入电阻输入电阻 几十到几千欧姆几十到几千欧姆 几兆欧姆以上几兆欧姆以上静电影响静电影响 不受静电影响不受静电影响 易受静电影响易受静电影响集成工艺集成工艺 不易大规模集成不易大规模集成 适宜大规模和超大规模集成适宜大规模和超大规模集成
