《电子技术（电工学II) 教学课件作者 武丽 半导体器件的基本知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术（电工学II) 教学课件作者 武丽 半导体器件的基本知识（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 半导体器件的根本知识 1.1 半导体根本知识1.2 PN结1.3 二极管1.4 特殊二极管1.5 双极型晶体管1.6 场效应晶体管1.1 半导体根本知识 自然界的物质根据导电能力(电阻率)的不同分为导体、绝缘体和半导体三大类。半导体除了在导电能力方面与导体、绝缘体不同，还具有独特的性能。1热敏性当环境温度增高时，半导体的导电能力会增强的性质称为热敏性。利用半导体的热敏性可以做成各种半导体热敏电阻。2光敏性当半导体受到光照时，它们的导电能力会增强性质称为光敏性。利用半导体的光敏性可做成各种半导体光敏电阻。3杂敏性在纯洁的半导体中掺入某种特定的微量元素，纯洁的半导体导电能力可以增加几十万乃
2、至几百万倍的性质称为杂敏性。利用半导体的杂敏性可做成各种不同用途的电子器件，如二极管、双极型晶体管、场效应晶体管、晶闸管等。1.1.1 本征半导体及其导电特性 本征半导体是完全纯洁、晶体结构完整的半导体。本征半导体是完全纯洁、晶体结构完整的半导体。在本征半导体的晶体结构中，每个原子与相邻的在本征半导体的晶体结构中，每个原子与相邻的4个原子结合，每一个原子的价电子与另一个原个原子结合，每一个原子的价电子与另一个原子的价电子组成一个电子对，这对价电子是两个子的价电子组成一个电子对，这对价电子是两个相邻原子共有的，它们把相邻原子结合在一起形相邻原子共有的，它们把相邻原子结合在一起形成共价键结构。成共
3、价键结构。 硅和锗的硅和锗的晶体结构：晶体结构：半导体的共价键结构半导体的共价键结构共价键共共价键共用电子对用电子对+4+4+4+4+4+4表示除表示除去价电子去价电子后的原子后的原子 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电自由电子子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。体的导电能力很弱。+4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子 当温度升高或受到光的照射时，使一些价电子
4、获得足够的能当温度升高或受到光的照射时，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为量而脱离共价键的束缚，成为自由电子自由电子，同时共价键上留下一个，同时共价键上留下一个空位，称为空位，称为空穴空穴。这一现象称为这一现象称为本征激发，本征激发，也称也称热激发热激发。半导体的导电机理半导体的导电机理复合复合：自由电子填补空穴中的运动，称为复合。：自由电子填补空穴中的运动，称为复合。自由电子自由电子空穴空穴 在其它力的作用在其它力的作用下，空穴吸引附近下，空穴吸引附近的电子来填补，这的电子来填补，这样的结果相当于空样的结果相当于空穴的迁移，而空穴穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电的迁移相当于正
5、电荷的移动，因此可荷的移动，因此可以认为空穴是载流以认为空穴是载流子。子。 本征半导体中本征半导体中存在数量相等的两存在数量相等的两种载流子，即种载流子，即自由自由电子电子和和空穴空穴。半导体的导电机理半导体的导电机理空穴导电空穴导电1.1.2 杂质半导体 1N型半导体型半导体本征半导体如硅中掺入五价元素本征半导体如硅中掺入五价元素(如磷如磷)，由于掺入，由于掺入磷原子比硅原子数量少的多，因此整个晶体结构根本上不磷原子比硅原子数量少的多，因此整个晶体结构根本上不变，只是某些位置上的硅原子被磷原子取代。磷原子与周变，只是某些位置上的硅原子被磷原子取代。磷原子与周围的硅原子形成共价键结构只需四个价
6、电子，多出来的第围的硅原子形成共价键结构只需四个价电子，多出来的第五个价电子很容易挣脱磷原子核的束缚而成为自由电子，五个价电子很容易挣脱磷原子核的束缚而成为自由电子，于是半导体中自由电子的数目大量增加。半导体掺入磷原于是半导体中自由电子的数目大量增加。半导体掺入磷原子结构示意图如图子结构示意图如图1-3所示。在这样的半导体中，自由电子所示。在这样的半导体中，自由电子数远超过空穴数，电子为多数载流子简称多子，空穴数远超过空穴数，电子为多数载流子简称多子，空穴为少数载流子简称少子，它的导电以自由电子为主，为少数载流子简称少子，它的导电以自由电子为主，故这种掺杂半导体称为电子型故这种掺杂半导体称为电
7、子型N型半导体。型半导体。N型半导体型半导体示意图如图示意图如图1-4所示。所示。 图1-3 半导体掺入磷原子结构示意图图1-4 N型半导体示意图1N型半导体型半导体1.1.2 杂质半导体 1P型半导体型半导体本征半导体如硅内掺入三价元素如硼将发生另外一种情况。具有三个价电子的硼原子与周围的硅原子组成共价键时，尚有一个空位未被填满，其邻近硅原子的价电子很容易填补这个空位，从而产生一个空穴及一个带负电的杂质离子。半导体掺入硼原子结构示意图如图1-5所示。在这样的半导体中，空穴的数目远超于电子的数目，空穴为多子，电子为少子，它的导电以空穴为主，故称这种掺杂半导体为空穴型P型半导体。 1.1.2 杂
8、质半导体 1.1.2 杂质半导体 图1-5 半导体掺入硼原子结构示意图1P型半导体型半导体图1-6 P 型半导体示意图1.2 PN结 1.2.1 PN结的形成结的形成 将一块半导体的一侧掺杂成为P型半导体，而另一侧掺杂成为N型半导体，在二者的交界处形成一个PN结。PN结的形成示意图如下图。图 PN结的形成示意图 1.2.2 PN结的单向导电性 PN结的两端外加不同极性的电压时，PN结呈现截然不同的导电性能。 当外加电压V，正极接P区，负极接N区时，称PN结外加正向电压或PN结正向偏置(简称正偏)。外加正向电压后，外电场与内电场的方向相反，扩散与漂移运动的平衡被破坏。外电场促使N区的自由电子进入
9、空间电荷区抵消一局部正空间电荷，P区的空穴进入空间电荷区抵消一局部负空间电荷，整个空间电荷区变窄，内电场被削弱，多数载流子的扩散运动增强，形成较大的扩散电流正向电流。在一定范围内，外电场愈强，正向电流愈大，PN结呈现出一个阻值很小的电阻，称为PN结正向导通。 1PN结外加正向电压结外加正向电压图 PN结正向偏置电路1PN结外加正向电压结外加正向电压1.2.2 PN结的单向导电性 1PN结外加反向电压结外加反向电压1.2.2 PN结的单向导电性 当外加电压，正端接N区，负端接P区时，称PN结外加反向电压或PN结反向偏置(简称反偏) 。此时，外加电场与内电场的方向一致。外电场与内电场一起阻止多子的
10、扩散运动而促进少子的漂移运动，使空间电荷区变宽。由于漂移运动占主导，而少子数量极少，由少子形成的反向电流很小A级，近似分析时可忽略不计。此时，PN结呈现出一个阻值一般为几千欧姆几百千欧姆很大的电阻，称为PN结反向截止。 1PN结外加反向电压结外加反向电压1.2.2 PN结的单向导电性 图 PN结反向偏置电路1.3 二极管 PN结外加上引线和封装就成为一个二极管，二极管结构示意图及图形符号如图1-10所示，P区的一端称为阳极，N区的一端称为阴极。图1-10b所示图形符号中箭头指向为正向导通时的电流方向。 1.3.1 根本结构根本结构 图1-10 二极管结构示意图及图形符号 a) 二极管结构示意图
11、 b) 二极管图形符号1.3.2 伏安特性伏安特性 1.3 二极管 二极管的伏安特性是表示加到二极管两端电压与流过二极管电流关系的曲线。半导体二极管的伏安特性曲线如图1-11所示。 图l-11 半导体二极管的伏安特性曲线 1.3.2 伏安特性伏安特性 1正向特性正向特性由图l-11可知，当外加正向电压很低时，外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，正向电流很小，二极管呈现很大的电阻。当正向电压超过一定数值后这个数值的正向电压称为死区电压或阈值电压，内电场被大大削弱，电流增加得很快，二极管呈现很小的电阻。硅管的阈值电压约为0.5V，锗管约为0.1V。二极管正向导通时，硅管的
12、压降一般为0.60.8 V，锗管那么为0.20.3V。 图l-11 半导体二极管的伏安特性曲线 1.3.2 伏安特性伏安特性 2反向特性反向特性 二极管加上反向电压时，主要是少数载流子的漂移运动形成电流，由于少数载流子数量极少，电流很小，二极管呈现很大的电阻。 反向电流有两个特性：1随温度的上升增长很快；2当反向电压不超过某一数值，反向电流不随反向电压改变而改变，这时的电流称为反向饱和电流IS。 图l-11 半导体二极管的伏安特性曲线 1.3.2 伏安特性伏安特性 3二极管的击穿特性二极管的击穿特性 外加反向电压过高时，反向电流将突然增大，二极管失去单向导电性，这种现象称为反向击穿。发生反向击
13、穿的原因有两种，一是处于强电场中的载流子获得足够大的能量碰撞晶格而将价电子碰撞出来，产生电子空穴对，新产生的载流子在电场作用下获得足够能量后又通过碰撞产生电子空穴对，如此形成连锁反响，反向电流愈来愈大，最后使得二极管反向击穿。另一种原因是强电场直接将共价键的价电子拉出来，产生电子空穴对，形成较大的反向电流。产生击穿时加在二极管上的反向电压称为反向击穿电压UBR。 图l-11 半导体二极管的伏安特性曲线 1.4 特殊二极管 1.4.1 稳压二极管稳压二极管1稳压管的稳压作用 稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管，通过反向击穿特性实现稳压作用。稳压管的伏安特性与普通二极管类似，其正向特性为指数曲
14、线；当外加反向电压的数值增大到一定程度时那么发生击穿，击穿曲线很陡，几乎平行于纵轴，电流在一定范围内时，稳压管表现出很好的稳压特性。 a) 稳压二极管伏安特性曲线 b) 稳压二极管图形符号图1-16 稳压二极管伏安特性曲线及图形符号 1.4.1 稳压二极管稳压二极管2稳压管的主要参数 1稳定电压UZ2稳定电流IZ3动态电阻4最大允许耗散功率PZM 1.4.2 光敏二极管 光敏二极管也是一种特殊二极管。在电路中它一般处于反向工作状态，当没有光照射时，其反向电阻很大，PN结流过的反向电流很小，当光线照射在PN结上时在PN结及其附近产生电子空穴对，电子和空穴在PN结的内电场作用下作定向运动，形成光电
15、流。如果光的照度发生改变，电子空穴对的浓度也相应改变，光电流强度也随之改变。可见光敏二极管能将光信号转变为电信号输出。1.4.2 光敏二极管 a) 光敏二极管伏安特性曲线 b) 光敏二极管图形符号图1-17 光敏二极管伏安特性曲线及图形符号1.4.3 发光二极管 发光二极管简写为LED，其工作原理与光电二极管相反。由于它采用砷化镓、磷化镓等半导体材料制成，所以在通过正向电流时，由于电子与空穴的直接复合而发出光来。 a) 发光二极管图形符号 b) 发光二极管工作电路图1-18 发光二极管的图形符号及其工作电路1.5 双极型晶体管 双极型晶体管Bipolar Junction Transistor
16、，BJT，简称晶体管，它是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件。由于PN结之间相互影响，BJT表现出不同于单个PN结的特性，具有电流放大作用，使PN结的应用发生了质的飞跃。 1.5.1 双极型晶体管的根本结构 a) PNP型晶体管结构示意及图形符号 b) NPN型晶体管结构示意及图形符号为使晶体管具有放大作用，在制造晶体管时考虑以下的工艺要求：1发射区的掺杂浓度很高，便于多子的发射；2基区做得很薄，而且掺杂浓度比发射区和集电区的要低得多；3集电区面积较大，便于收集由基区越过的载流子，也有利于散热。 1.5.2 双极型晶体管的电流分配与放大原理 1晶体管内部载流子的运动情况晶体管内部载流子
17、的运动情况 1发射区向基区注入电子，形成发射极电流发射区向基区注入电子，形成发射极电流IE 2电子在基区中的扩散与复合，形成基极电流电子在基区中的扩散与复合，形成基极电流IB 3集电区收集扩散过来的电子，形成集电极电流集电区收集扩散过来的电子，形成集电极电流IC 综上所述，晶体管的3个电极电流分配关系有：IEIBIC IC=ICN + ICBO ICNIB=IBNICBO IBN2电流分配关系电流分配关系图1-20 晶体管内部载流子运动情况 1.5.3 晶体管的特性曲线 1输入特性曲线输入特性曲线 输入特性曲线是指集电极与发射极间的电压UCE为某一常数值时，输入回路中基极与发射极间的电压UBE
18、的改变对三极管基极电流IB的影响的关系曲线，即 UCE=0V的输入特性曲线类似二极管正向于特性曲线。UCE1V时，集电极已反向偏置，而基区又很薄，可以把从发射极扩散到基区的电子中的绝大局部拉入集电区。此后，UCE对IB就不再有明显的影响，其特性曲线会向右稍微移动，但UCE再增加时，曲线右移很不明显，就是说UCE1V后的输入特性曲线根本是重合的。所以，通常只画出UCE1V的一条输入特性曲线。 1输入特性曲线 图1-22 晶体管输入特性曲线 1.5.3 晶体管的特性曲线 2输出特性曲线输出特性曲线 输出特性曲线是指基极电流IB一定时，输出回路中集电极电流IC与输出电压UCE的关系曲线，即 输出特性
19、曲线是以IB为参变量的一族特性曲线。对于其中某一条曲线，当UCE=0 V时，IC=0；当UCE微微增大时，IC主要由UCE决定；当UCE增加到使集电结反偏电压较大时，特性曲线进入与UCE轴根本平行的区域。晶体管输出特性曲线如图1-23所示。输出特性曲线为分为3个工作区域分别为饱和区、截止区和放大区。 图1-23 晶体管输出特性曲线 1截止区 图1-23中IB=0的曲线与横轴所夹区域即为截止区。工作在截止区的晶体管其基极电流为零，集电极电流仅为集电极反向电流ICBO，其值也接近于零，管子处于截止状态。 2饱和区 图1-23中从坐标原点开始至曲线渐成平坦局部为止所夹区域，即虚线与纵轴所夹局部为饱和
20、区。工作在该区域的晶体管集电极与发射极之间的电位差很小硅管1V，基极电流的改变不再影响集电极电流。此时，发射结和集电结均正偏，基极电流失去了对集电极电流的控制作用。管子刚进入饱和状态时的基极电流叫做临界饱和基极电流。 3放大区 图1-23中曲线与曲线之间近似平行且间隔几乎相同的区域即为放大区。工作在该区域的晶体管集电极与发射极之间的电位差一般大于1V硅管，发射结正偏，集电结反偏。曲线平行且间隔相等，放大区也称为线性区。 2输出特性曲线输出特性曲线 3晶体管工作在晶体管工作在3种不同工作区外部的条件和特点种不同工作区外部的条件和特点 工作状态NPN型PNP型特点截止状态发射结、集电结均反偏VBV
21、E、VBVC发射结、集电结均反偏VBVE、VBVCIC 0放大状态发射结正偏、集电结反偏VC VB VE发射结正偏、集电结均反偏VCVBVEIC IB饱和状态发射结、集电结均正偏VBVE、VB VC发射结、集电结均正偏VBVE、VBVCUCEUCES表1-1 晶体管工作在3种不同工作区外部的条件和特点 (1) 共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const1. 电流放大系数电流放大系数 (2) 共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=const1.5.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 1. 电
22、流放大系数电流放大系数 (3) 共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 =（ICICBO）/IEIC/IE (4) 共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数 = IC/ IE vCB=const 当当ICBO和和ICEO很小时，很小时， 、 ，可以，可以不加区分。不加区分。1.5.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 2. 极间反向电流极间反向电流 (1) 集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开发射极开路时，集电结的反向饱和电流。路时，集电结的反向饱和电流。 1.5.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 (2) 集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的
23、反向饱和电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO 2. 极间反向电流极间反向电流1.5.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 (1) 集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM(2) 集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PCM PCM= ICVCE 3. 极限参数极限参数1.5.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 3. 极限参数极限参数(3) 反向击穿电压反向击穿电压 V(BR)CBO发射极开路时的集电结反发射极开路时的集电结反 向击穿电压。向击穿电压。 V(BR) EBO集电极开路时发射结的反集电极开路时发射结的反 向击穿电压。向击穿电压。 V(BR)CEO基极开路时集电极和发射
24、基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO1.5.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 1.6 场效应晶体管 场效应晶体管Field Effect Transistor简称FET是一种电压控制器件，工作时只有一种载流子参与导电，为单极型器件。FET具有制造工艺简单、功耗小、温度特性好和输入电阻极高等优点，得到广泛的应用。 场效应晶体管根据结构不同可分为两大类：结型场效应晶体管JFET和绝缘栅型场效应晶体管MOSFET简称MOS管。场效应晶体管的分类如下图。1.6 场效应晶体管 图1-2
25、5 场效应晶体管的分类 1.6.1 绝缘栅场效应晶体管 绝缘栅场效应晶体管即金属-氧化物-半导体场效应晶体管，英文缩写为MOSFETMetal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor，主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层，具有很高的输入电阻最高可达1015。在MOSFET中，从导电载流子的带电极性来看，有N电子型沟道MOSFET和P空穴型沟道MOSFET；按照导电沟道形成机理不同，NMOS管和PMOS管又各有增强型简称E型和耗尽型简称D型两种。因此MOSFET共有四种类型：E型NMOS管、NMOS管、E型PMOS管、D型PMOS管。
26、 1.6.1 绝缘栅场效应晶体管 1N沟道增强型沟道增强型MOSFET 1结构结构 N沟道增强型MOSFET是一种左右对称的拓扑结构，在P型半导体上生成一层SiO2薄膜绝缘层，用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出漏极d和源极s，在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极g。场效应晶体管的3个电极d、s、g，分别类似于BJT的集电极c、发射极e和基极b。N沟道增强型MOSFET结构中的P型半导体称为衬底，用符号B表示。N沟道增强型MOS管结构及符号如图1-26所示。 1N沟道增强型沟道增强型MOSFET 1结构结构a) N沟道增强型MOS管结构 b) N沟道增强型MOS管符号图1-
27、26 N沟道增强型MOS管结构及符号2工作原理工作原理 1N沟道增强型沟道增强型MOSFET MOSFET是利用栅源电压UGS的大小来控制半导体外表感生电荷的多少，以改变由这些“感生电荷形成的导电沟道的状况，从而控制漏极电流ID。如果UGS=0时漏源之间已经存在导电沟道，称为耗尽型场效应晶体管。如果UGS=0时漏源之间不存在导电沟道，那么称为增强型场效应晶体管。 对于N沟道增强型MOS管，当UGS=0时，在漏极d和源极s的两个N区之间是P型衬底，漏源之间相当于两个背靠背的PN结，所以无论漏源之间加上何种极性的电压UDS，漏极电流ID接近于零，管子呈截止状态。 2工作原理工作原理 1N沟道增强型
28、沟道增强型MOSFET 假设场效应晶体管的UDS=0，同时加上适宜的UGS且UGS0，如下图。栅极和P型硅衬底之间构成一个平板电容，中间以二氧化硅为介质。由于栅极的电压为正，介质中便产生了一个垂直于半导体外表的由栅极指向P型硅衬底的电场，这个电场排斥空穴而吸引电子，使栅极附近P型硅衬底的空穴向下移动，留下不能移动的负离子形成耗尽层。假设增大uGS，那么耗尽层变宽。当UGS增大到一定值时，由于吸引了足够多的电子，便在耗尽层与二氧化硅之间形成可移动的外表电荷层，如图1-27a所示图中耗尽层未画出。因为是在P型半导体中感应产生出N型点电荷层，所以称之反型层。这个反型层实际就组成了源极和漏极间的N型导
29、电沟道，它是栅极正电压感应产生的，所以也称感生沟道。刚开始形成反型层所需UGS称为开启电压，用UGS(th)或UT表示。以后，随着UGS的升高，感应电荷增多，导电沟道变宽，但因UDS=0，故ID=0。 UGSUGS(th) 时，假设d和s间加上正向电压UDS后可产生漏极电流ID，如下图。 假设UDSUGSUGS(th)，那么沟道没夹断，对应不同的UGS，d和s间等效成不同阻值的电阻，此时，场效应晶体管相当于压控电阻。当UDS=UGSUGS(th)时，沟道预夹断；假设UDSUGSUGS(th)，那么沟道已夹断，ID仅仅决定于UGS，而与UDS无关。此时，ID近似看成UGS控制的电流源，此时，场效
30、应晶体管相当于压控流源。 2工作原理工作原理 1N沟道增强型沟道增强型MOSFET 2N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET的结构及工作原理的结构及工作原理 N沟道耗尽型MOSFET是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子，当UGS=0时，这些正离子已经感应出反型层，从而形成N型导电沟道，如图1-28a所示。只要有漏源电压UDS0，就有漏极电流ID存在。当UGS0时，将使ID进一步增加。UGS0时，随着UGS的减小漏极电流逐渐减小，直至ID=0。对应ID=0的UGS称为夹断电压，用符号UGS(off)表示。N沟道道耗尽型MOS管结构及符号如图1-28所示。 a) N沟道耗尽型MOS管结
31、构示意图 b) N沟道耗尽型MOS管符号图1-28 N沟道道耗尽型MOS管结构及符号 3P沟道增强型和耗尽型沟道增强型和耗尽型MOSFET的工作原理的工作原理 P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过导电的载流子以及供电电压极性不同。两者关系如同双极型晶体管NPN型和PNP型一样。 4场效应晶体管的特性曲线场效应晶体管的特性曲线 1增强型增强型N沟沟MOSFET输出特性输出特性 MOSFET的输出特性是指在栅源电压UGS一定的情况下，漏极电流ID与漏源电压UDS之间的关系，即 该特性反映UGSUGS(th)且固定为某一值时漏源电压UDS对漏极电流ID的影响。增强型N沟M
32、OSFET的输出特性曲线如下图。 图 增强型N沟MOSFET的输出特性曲线 2增强型增强型N沟沟MOSFET转移特性转移特性 转移特性是指在漏源电压UDS一定的情况下，栅源电压UGS对漏极电流ID的控制关系。 转移特性可以从输出特性上用作图法一一对应地求出，输出特性与转移特性对应关系曲线如下图。 图 输出特性与转移特性对应关系曲线 5绝缘栅场效应晶体管的绝缘栅场效应晶体管的4种根本类型种根本类型 绝缘栅场效应晶体管N沟道增强型 P沟道增强型绝缘栅场效应晶体管N沟道耗尽型P沟道耗尽型一、直流参数一、直流参数NMOSNMOS增强型增强型1. 1. 开启电压开启电压VT VT 增强型参数增强型参数2
33、. 2. 夹断电压夹断电压VP VP 耗尽型参数耗尽型参数3. 3. 饱和漏电流饱和漏电流IDSS IDSS 耗尽型参数耗尽型参数4. 4. 直流输入电阻直流输入电阻RGS RGS 1091091015 1015 二、交流参数二、交流参数 1. 1. 输出电阻输出电阻r rdsds 当不考虑沟道调制效应时，当不考虑沟道调制效应时， 0 0，rdsds 1.6.2 场效应晶体管的主要参数场效应晶体管的主要参数 2. 2. 低频互导低频互导g gm m 二、交流参数二、交流参数 考虑到考虑到 则则其中其中1.6.2 场效应晶体管的主要参数场效应晶体管的主要参数 三、极限参数三、极限参数 1. 1.
34、 最大漏极电流最大漏极电流I IDMDM 2. 2. 最大耗散功率最大耗散功率P PDMDM 3. 3. 最大漏源电压最大漏源电压V VBRBRDS DS 4. 4. 最大栅源电压最大栅源电压V VBRBRGS GS 1.6.2 场效应晶体管的主要参数场效应晶体管的主要参数 1.6.3 晶体管和场效应晶体管的比较晶体管和场效应晶体管的比较 1场效应晶体管FET是另一种半导体器件，场效应晶体管中只是多子参与导电，故称为单极型晶体管；双极型晶体管BJT参与导电的既有多数载流子也有少数载流子。由于少数载流子的浓度易受温度影响，因此，在温度稳定性和低噪声等方面FET优于BJT。2BJT是电流控制器件，通过控制基极电流到达控制输出电流的目的，基极总有一定的电流，故BJT的输入电阻较低；FET是电压控制器件，其输出电流取决于栅源间的电压，栅极几乎不取用电流，FET的输入电阻高，可以到达101014。高输入电阻是FET的突出优点。3FET的漏极和源极可以互换使用，耗尽型MOS管的栅极电压可正可负，FET放大电路的构成比BJT放大电路灵活。4FET和BJT都可以用于放大或作可控开关。FET还可以作为压控电阻使用，可以在微电流、低电压条件下工作且便于集成。在大规模和超大规模集成电路中应用广泛。
