半導(dǎo)體另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性

1、第一章半導(dǎo)體器件教學(xué)內(nèi)容§1.1 半導(dǎo)體的特性§1.2 半導(dǎo)體二極管§1.3 雙極型三極管§1.4 場(chǎng)效應(yīng)三極管教學(xué)要求本章重點(diǎn)是各器件的特性與模型，特別要注意器件模型的適用范圍和條件。對(duì)于半導(dǎo)體器件，主要著眼于在電路中的使用，關(guān)于器件內(nèi)部的物理過(guò)程只要求有一定的了解。§1.1 半導(dǎo)體的特性 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(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。電阻率(10-610-4 ·cm)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。電阻率(1010·cm以上)半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電

2、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。電阻率介于 ( 10-3109 ·cm)半導(dǎo)體的特點(diǎn)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(diǎn)。 導(dǎo)電能力受雜質(zhì)影響很大。 導(dǎo)電能力受溫度、光照影響顯著。 本征半導(dǎo)體一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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)。SiGe通過(guò)一定的工藝過(guò)程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。本征半導(dǎo)體：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子

3、之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：+4+4+4+4形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理1.載流子、自由電子和空穴在絕對(duì)0度（T=0K）和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有可以運(yùn)動(dòng)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。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自

4、由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。 +4+4+4+4+4+4+4+42.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來(lái)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(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。2. 空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流。半導(dǎo)體與金屬導(dǎo)體導(dǎo)電原理的區(qū)別：導(dǎo)體：載流子自由電子半導(dǎo)體：載流子自由電子和空穴溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素。 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)

5、，就會(huì)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。N 型半導(dǎo)體(Negative)：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為 電子型半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體(Positive)：空穴濃度大大增加的雜質(zhì) 半導(dǎo)體，也稱為空穴型半導(dǎo)體.一、N 型半導(dǎo)體+4+4+5+4多余電子磷原子在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)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(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)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(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱為施主原子。多數(shù)

6、載流子（多子）自由電子(主要由摻雜形成)少數(shù)載流子（少子）空穴 (本征激發(fā)形成)二、P 型半導(dǎo)體+4+4+3+4硼原子空穴在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)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(gè)價(jià)電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為受主原子。多數(shù)載流子空穴 (主要由摻雜形成) 少數(shù)載流子自由電子(本征激發(fā)形成)三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于摻入的雜質(zhì)濃度；而少數(shù)載流子的濃度主要取決于溫度。無(wú)論是型或型半導(dǎo)體，從

7、總體上看，仍然保持著電中性。P 型半導(dǎo)體+N 型半導(dǎo)體本節(jié)中的有關(guān)概念 本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體 自由電子、空穴 N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體 多數(shù)載流子、少數(shù)載流子 施主原子、受主原子§1.2 半導(dǎo)體二極管N 結(jié)的形成利用一定的摻雜工藝使一塊半導(dǎo)體的一側(cè)呈型，另一側(cè)呈型，則其交界處就形成了結(jié)。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：由于兩區(qū)載流子濃度的差異，引起載流子由濃度高的地方向濃度低的地方的遷移。電子和空穴相遇時(shí)，將發(fā)生復(fù)合而消失，于是形成空間電荷區(qū)。區(qū)失去空穴帶負(fù)電的離子形成空間電荷區(qū)區(qū)失去電子帶正電的離子建立起內(nèi)電場(chǎng)，方向區(qū)區(qū)漂移運(yùn)動(dòng)：少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)的作用下的運(yùn)動(dòng)。內(nèi)電場(chǎng)的方向區(qū)區(qū)區(qū)電子區(qū)， 區(qū)空穴區(qū)P型

8、半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E空間電荷區(qū)，也稱耗盡層。漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，從而使空間電荷區(qū)變窄+空間電荷區(qū)P型區(qū)N型區(qū)UD電位V空間電荷區(qū)兩邊存在電位差稱電位壁壘。硅：0.60.8鍺：0.20.3擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散電流（多子）大小相等方向相反漂移電流（少子）（空間電荷區(qū)、耗盡層）PN結(jié)結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)變寬，少子的漂移運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)變窄，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，擴(kuò)漂，空間電荷區(qū)的寬度達(dá)到穩(wěn)定，即形成結(jié)?？臻g電荷區(qū)又稱耗盡層或阻擋層。思考題1：若將一塊型半導(dǎo)體和一塊型半導(dǎo)體簡(jiǎn)單放在一起，在它們的交界面上是否可以形成結(jié)？思考題2:PN結(jié)

9、內(nèi)部存在內(nèi)電場(chǎng),若將P區(qū)端和N區(qū)端用導(dǎo)線連接，是否有電流流通？N結(jié)的單向?qū)щ娦砸弧N 結(jié)正向偏置：正，負(fù)ER+PN內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，能夠形成較大的擴(kuò)散電流。二、PN 結(jié)反向偏置：P負(fù)，N正內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)NP_RE+變厚+內(nèi)電場(chǎng)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。PN結(jié)的特點(diǎn)：（1）PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；導(dǎo)通 （2）PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流；截止（反向飽和電流IS ）得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?半導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半

10、導(dǎo)體二極管。引線外殼線觸絲線基片PN結(jié)二極管的電路符號(hào)：PN陽(yáng)極陰極點(diǎn)接觸型面接觸型二、伏安特性UI死區(qū)電壓 硅管0.5V,鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降: 硅管0.60.8V,鍺管0.10.3V。反向擊穿電壓UBR正向特性反向特性反向飽和電流Is二極管方程：三、主要參數(shù)1. 最大整流電流 IF二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。2. 反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓UR一般是UBR的一半。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用主要利用它的單向?qū)щ娦?，?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。3.

11、反向電流 IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)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。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。4. 二極管的極間電容二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢(shì)壘電容CB和擴(kuò)散電容CD。CB在正向和反向偏置時(shí)均不能忽略。而反向偏置時(shí)，由于載流子數(shù)目很少，擴(kuò)散電容可忽略。勢(shì)壘電容：由PN結(jié)的空間電荷區(qū)形成的，又稱結(jié)電容。擴(kuò)散電容：由多數(shù)載流子在擴(kuò)散過(guò)程中的積累而引起的。在P 區(qū)有電子的積累，在N 區(qū)有空穴的積累。正向電流大，積累的電荷多。這樣所產(chǎn)生的電容就是擴(kuò)散電容CD。PN

12、結(jié)高頻小信號(hào)時(shí)的等效電路：rd勢(shì)壘電容CB和擴(kuò)散電容CD的綜合效應(yīng)CPN結(jié)正向偏置時(shí)，rd很小，C較大（主要取決于CD);PN結(jié)反向偏置時(shí)，rd很大，C較?。ㄖ饕Q于CB).UDrD二極管模型硅管：死區(qū)電壓UT=0.5V，管壓降UD0.60.8V；鍺管：死區(qū)電壓UT=0.1V，管壓降UD0.10.3V。理想二極管： UT=0， UD0， rD0二極管的應(yīng)用舉例1：二極管半波整流(理想二極管)uiuottRLuiuo二極管的應(yīng)用舉例2：已知ui=12sint(V),VD為硅管管壓降UD=0.7V，試畫出輸出電壓波形。ui/V uo/Vtt125.7UD=ui5 UD>0.7V,即ui&g

13、t;5.7V,VD導(dǎo)通,uo=E=5.7V; ui5.7V,VD截止，uo=ui. 穩(wěn)壓二極管二極管工作在反向擊穿區(qū),利用反向擊穿特性，電流變化很大，引起很小的電壓變化。穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。IIZIZmaxDUZUZ+U二極管的擊穿  二極管處于反向偏置時(shí)，在一定的電壓范圍內(nèi)，流過(guò)PN結(jié)的電流很小，但電壓超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，反向電流急劇增加，這種現(xiàn)象我們就稱為反向擊穿。 可分為：雪崩擊穿和齊納擊穿。齊納擊穿：高摻雜情況下，耗盡層很窄，宜于形成強(qiáng)電場(chǎng)，而破壞共價(jià)鍵，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛形成電子空穴對(duì)，致使電流急劇增加。雪崩擊穿：如果摻雜濃度較低，不會(huì)形成齊納擊穿，而當(dāng)

14、反向電壓較高時(shí)，能加快少子的漂移速度，從而把電子從共價(jià)鍵中撞出，形成雪崩式的連鎖反應(yīng)。上述兩種過(guò)程屬電擊穿，是可逆的，當(dāng)加在穩(wěn)壓管兩端的反向電壓降低后，管子仍可恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。但它有一個(gè)前提條件，即反向電流和反向電壓的乘積不超過(guò)PN結(jié)容許的耗散功率，超過(guò)了就會(huì)因?yàn)闊崃可⒉怀鋈ザ筆N結(jié)溫度上升，直到過(guò)熱而燒毀，這屬于熱擊穿。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)aU（%/）（3）動(dòng)態(tài)電阻 rz越小，穩(wěn)壓性能越好。（4）穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。uoiZDZRiLiuiRL（5）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電阻變化時(shí)，利用穩(wěn)壓管

15、所起的電流調(diào)節(jié)作用， 通過(guò)限流電阻上電壓或電流的變化進(jìn)行補(bǔ)償，來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。光電二極管發(fā)光二極管反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升，可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升，可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)§1.3 雙極型三極管（BJT） 基本結(jié)構(gòu)又稱為半導(dǎo)體三極管、晶體管，或簡(jiǎn)稱為三極管。BECNNP基極發(fā)射極集電極PNP集電極基極發(fā)射極BCENPN型PNP型基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高BECNNP基極發(fā)射極集電極集電結(jié)發(fā)射結(jié)三個(gè)電極發(fā)射極基極集電極三個(gè)區(qū)發(fā)射區(qū)基區(qū)集電區(qū)兩個(gè)結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)BEC符號(hào)結(jié)構(gòu)BECNPN型三極管PNP型三極管 電流放大原理

16、EBRBBECNNPEC基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散較小可忽略。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。IE發(fā)射進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE ，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。IBE復(fù)合和擴(kuò)散外加電源使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。IBnBECNNPEBRBIEICn從基區(qū)擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子在反向電壓下被拉向集電極形成ICn。IC=ICn+ICBO»ICn收集集電結(jié)反偏，有少子形成的反向飽和電流ICBO。ICBOIBnICBOBECNNPEBRBECIEICnIC=ICn+ICBO »ICnIB=IBn-ICBO»IBnIBIE=ICn+IBn

17、 »IC+IB三極管具有電流放大作用的條件：內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)多數(shù)載流子濃度很高；基區(qū)很薄，摻雜濃度很小； 集電區(qū)面積很大，摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)。外部條件：發(fā)射結(jié)加正向偏壓（發(fā)射結(jié)正偏）；集電結(jié)加反向偏壓（集電結(jié)反偏）。思考題：三極管發(fā)射極和集電極能否互換？1.3.3 特性曲線ICVVBBmAVUBERBIBmAUCEVccRC實(shí)驗(yàn)線路一、 輸入特性IB(mA)UBE(V)204060800.40.8UCE=0VUCE =0.5VUCE ³1V 死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.1V。工作壓降： 硅管UBE»0.60.8V,鍺管UBE»0.20.3V。當(dāng)UCE

18、大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，IC=bIB。二、 輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020mA40mA60mA80mA100mA此區(qū)域滿足IC=bIB稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。此區(qū)域中UCE<UBE,集電結(jié)正偏，集電結(jié)的空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場(chǎng)減弱，集電結(jié)收集載流子的能力降低，IC不再隨著IB作線性變化，出現(xiàn)發(fā)射極發(fā)射有余，而集電極收集不足現(xiàn)象,稱為飽和區(qū).此時(shí)，硅管UCE»0.3V（鍺管0.1V)。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020mA40mA60mA80mA100mA此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE< 死區(qū)電

19、壓，稱為截止區(qū)。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020mA40mA60mA80mA100mA輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):(1)放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 NPN:UC>UB>UE , PNP: UC<UB<UE,滿足Ic =Ib(2) 飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。NPN:UB>UE、UB>UC, PNP:UB<UE、UB<UCIB>Ics =(Vcc-UCES)/RC UCEUCES=0.3V UCES-三極管臨界飽和壓降, Ic不再受Ib的控制(3) 截止區(qū)： 發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。 NPN:UB<UE、U

20、B<UC，PNP:UB>UE、UB>UC IB=0 ， IC=ICEO 0 ICUCEIBVCCRBVBBCBERCUBE例1：=50，VCC =12V，RB =70k，RC =6k，當(dāng)VBB = 2V，2V，5V時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位于哪個(gè)區(qū)？VBB =2V時(shí)：IC< ICS ，Q位于放大區(qū)。VBB =5V時(shí)：IC> IcS ， Q位于飽和區(qū)。VBB =2V時(shí)：IC< ICS ， Q位于放大區(qū)。IC> IcS， Q位于飽和區(qū)。判斷三極管的工作狀態(tài)可有以下方法: 1、根據(jù)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置電壓來(lái)判別.2、根據(jù)偏置電流IB、IC、ICS來(lái)判別。3、

21、根據(jù)UCEQ的值來(lái)判別，UCEQUCC,管子工作在截止區(qū)； UCEQ0，管子工作在飽和區(qū)。例2：試判斷各三極管分別工作在哪個(gè)區(qū)？ +0.7V+5V0V+10.3V+10.75V+10V根據(jù)晶體管的三個(gè)電極電位，判別三個(gè)電極及管子類型原理：硅管：UBE=0.7V;鍺管： UBE =0.2VNPN管： UBE>0, UBC<0PNP管： UBE<0, UBC>0步驟：三管腳兩兩相減，其中差值為0.7V(或0.2V）的管腳為B或E，另一管腳為C,并由此可知是硅管（或鍺管）。假設(shè)三個(gè)管腳中電位居中的管腳為B，求UBE、UBC，若符合UBE>0, UBC<0，則為NP

22、N;若符合UBE<0, UBC>0,則為PNP。例3：一個(gè)晶體管處于放大狀態(tài)，已知其三個(gè)電極的電位分別為5V、9V和5.2V。試判別三個(gè)電極，并確定該管的類型和所用的半導(dǎo)體材料。解：分別設(shè)U1=5V,U2=9V,U3=5.2V，U1U3=55.2=0.2V, 因此是鍺管，2腳為集電極C。由于3腳的電位在三個(gè)電位中居中，故設(shè)為基極B，則1為發(fā)射極E，有：UBE= U3U1=5.25.=0.2V >0 UBC= U3U2= 5.29=3.8V<0,因此，為NPN型鍺管，5V、9V、5.2V所對(duì)應(yīng)的電極分別是發(fā)射極、集電極和基極。1.3.4 三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)：

23、共射直流電流放大系數(shù)：共基直流電流放大系數(shù)：共射交流電流放大系數(shù)：共基交流電流放大系數(shù)：，一般為幾十幾百例4：已知UCE=6V時(shí)：IB = 40 mA, IC =1.5 mA；IB = 60 mA, IC =2.3 mA。求： 和解：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：b =二、反向飽和電流1.集電極基極反向飽和電流ICBOmAICBOICBO是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。2.集電極發(fā)射極反向飽和電流ICEO(穿透電流）NNPBECICBO集電結(jié)反偏有ICBOIBEICBO進(jìn)入N區(qū)，形成IBE。b IBE根據(jù)放大關(guān)系，由于IBE的存在，必有電流bIBE。ICEO= b

24、IBE+ICBO ICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，ICEO增加很快，所以IC也相應(yīng)增加。反向電流的值越小，表明三極管的質(zhì)量越高。三、極限參數(shù)1.集電極最大允許電流ICM集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的b值的下降，當(dāng)b值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。 2.集-射極反向擊穿電壓當(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。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25°C、基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR)CEO。3. 集電極最大允許功耗PCM集電極電流IC 流過(guò)三極管，所發(fā)出的焦耳熱為：PC =ICUCEICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)必定導(dǎo)致結(jié)

25、溫上升，所以PC有限制。PCPCM§1.4 場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET)場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)：壓控器件：利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流。單極型器件：僅由一種載流子（多子）導(dǎo)電，不易受溫度和輻射的影響。輸入電阻很高，噪聲很小。輸入電阻可達(dá)，1071012，輸入端基本不取電流。 場(chǎng)效應(yīng)管的分類：場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型（JFET) 絕緣柵型（IGFET)（MOS)N溝道P溝道耗盡型增強(qiáng)型N溝道N溝道P溝道P溝道均為耗盡型 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:一、結(jié)構(gòu)N基底 ：N型半導(dǎo)體PP兩邊是P區(qū)導(dǎo)電溝道G(柵極)D漏極S源極NPPG(柵極)S源極D漏極N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSPNNG(柵極)S源極D漏極DGS二、工作原

26、理（以N溝道為例）NGSDNNPPIDUDS=0V時(shí)PN結(jié)反偏，UGS=0導(dǎo)電溝道較寬。NNDIDNGSVGGPPUGS越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。但當(dāng)UGS較小時(shí)，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。DS間相當(dāng)于線性電阻。改變UGS的大小，可以有效地控制溝道電阻的大小，若加上UDS則ID將會(huì)受到UGS的控制。DVGGIDSPPNUGS達(dá)到一定值時(shí)（夾斷電壓UP）,耗盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，這時(shí)，即使UDS ¹ 0V，漏極電流ID=0A。N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管UP為負(fù)值。UGS<Up且UDS>0、UGD<UP時(shí)耗盡區(qū)的形狀VDDPPGNSDVGG越靠近漏端，PN結(jié)

27、反壓越大IDUDS較小時(shí)，ID隨UDS的增大幾乎成正比地增大。增大VGG，使UGS<0,由于耗盡層寬度增大，導(dǎo)電溝道變窄，溝道電阻增大，因而漏極電流ID將減小。VDDIDPPSVGGGVGG增大VGG,使 UGD=UGS-UDS=UP時(shí)D漏端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。VDDIDPPS再增大UDS，夾斷長(zhǎng)度會(huì)略有增加，但夾斷處場(chǎng)強(qiáng)很大，仍能將電子拉過(guò)夾斷區(qū)，形成漏極電流。在從源極到夾斷處的溝道上，溝道內(nèi)電場(chǎng)基本上不隨UDS改變而變化。ID基本不隨UDS增加而上升，漏極電流趨于飽和IDSS。DVGGIDSPPN繼續(xù)增大VGG,則兩邊耗盡層的接觸部分逐漸增大。UGSUP時(shí)，耗盡層全部合攏，導(dǎo)電

28、溝道完全夾斷，ID0，稱為夾斷。結(jié)論：JFET柵極、溝道（與源極相連）之間的PN結(jié)是反偏的，因此，IG=0，輸入電阻很高。JFET是電壓控制器件，ID受UGS控制。由于每個(gè)管子的UP為一定值，預(yù)夾斷點(diǎn)會(huì)隨UGS改變而改變。預(yù)夾斷前，ID與UDS呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷后，ID趨于飽和。三、 特性曲線UGS /VID/mA0IDSSUP轉(zhuǎn)移特性曲線一定UDS下的ID-UGS曲線夾斷電壓飽和漏極電流U DS /V0予夾斷曲線可變電阻區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)UGS=0V1V2V3V4V輸出特性曲線ID/mAP溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線UGS0IDIDSSVP輸出特性曲線IDU DS0UGS=0V1V2V3V4V結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的缺點(diǎn)：1. 柵源極間的電阻雖然可達(dá)107以上，但在某些場(chǎng)合仍嫌不夠高。2. 在高溫下，PN結(jié)的反向電流增大，柵源極間的電阻會(huì)顯著下降。3. 柵源極間的PN結(jié)加正向電壓時(shí)，將出現(xiàn)較大的柵極電流。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可以很