第一章 常用半導(dǎo)體器件

電子技術(shù)講授內(nèi)容第一章常用半導(dǎo)體器件第二章基本放大電路第三章集成運(yùn)算放大器第六章門電路與組合邏輯電路

時(shí)間:第九、十、十一、十二、

十三周，共五周的時(shí)間。第十三周一次課，總復(fù)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)4常用電子儀器的使用實(shí)驗(yàn)5射極跟隨器實(shí)驗(yàn)6組合邏輯電路的設(shè)計(jì)1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性第一章常用半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體二極管2晶體管4特殊二極管3場效應(yīng)晶體管5第一章常用半導(dǎo)體器件1.理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?.了解半導(dǎo)體二極管的基本類型、主要參數(shù)，掌握其伏安特性。3.了解穩(wěn)壓管的主要特性及其穩(wěn)壓作用。4.理解雙極型晶體管的基本類型、特性曲線和主要參數(shù)，理解晶體管的三種工作狀態(tài)。基本要求：1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.物質(zhì)的導(dǎo)電性自然界中的物質(zhì)按照導(dǎo)電能力可分為導(dǎo)體、絕緣體與半導(dǎo)體。導(dǎo)體：導(dǎo)電能力良好的物體，如銀、銅、鐵等。絕緣體：不能導(dǎo)電或?qū)щ娔芰懿畹奈矬w，如橡膠、陶瓷、玻璃、塑料等。半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管、三極管和晶閘管等）。光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性典型的元素半導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge，此外，還有化合物半導(dǎo)體砷化鎵GaAs等。硅原子鍺原子硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為價(jià)電子。1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性2.本征半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。

Si

Si

Si

Si晶體中原子的排列方式硅單晶中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子，稱為價(jià)電子。1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理

Si

Si

Si

Si價(jià)電子空穴自由電子

價(jià)電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位，稱為空穴（帶正電）。本征激發(fā)：溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子、空穴愈多。1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性(5)當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，載流子定向運(yùn)動（漂移運(yùn)動），在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流

①自由電子作定向運(yùn)動電子電流

②價(jià)電子遞補(bǔ)空穴空穴電流結(jié)論：(1)半導(dǎo)體有兩種載流子:（負(fù)）電子、（正）空穴。(2)自由電子和空穴成對地產(chǎn)生，同時(shí)又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。(3)

載流子的數(shù)量少，故導(dǎo)電性能很差。(4)載流子的數(shù)量受溫度影響較大，溫度高數(shù)量就多。所以，溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大。1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性3.N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體

摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價(jià)元素

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）,形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。

在N

型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性

摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。摻入三價(jià)元素

Si

Si

Si

Si

在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。B–硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯電性。1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性小結(jié):(1)N型半導(dǎo)體（電子型半導(dǎo)體）形成：向本征半導(dǎo)體中摻入少量的5價(jià)元素特點(diǎn)：（a）含有大量的電子——多數(shù)載流子

（b）含有少量的空穴——少數(shù)載流子(2)P型半導(dǎo)體（空穴型半導(dǎo)體）形成：向本征半導(dǎo)體中摻入少量的3價(jià)元素特點(diǎn)：（a）含有大量的空穴——多數(shù)載流子

（b）含有少量的電子——少數(shù)載流子1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.在雜質(zhì)半導(dǎo)體中多子的數(shù)量與

（a.摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。2.在雜質(zhì)半導(dǎo)體中少子的數(shù)量與（a.摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。3.當(dāng)溫度升高時(shí)，少子的數(shù)量（a.減少、b.不變、c.增多）。abc4.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思考題：1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性4.

PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦远嘧拥臄U(kuò)散運(yùn)動內(nèi)電場少子的漂移運(yùn)動濃度差P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體內(nèi)電場越強(qiáng)，漂移運(yùn)動越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬?？臻g電荷區(qū)也稱PN結(jié)擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動最終達(dá)到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空間電荷區(qū)1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕?）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IF內(nèi)電場被削弱，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)，PN結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性（2）PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場P接負(fù)、N接正內(nèi)電場PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性PN結(jié)變寬（2）PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場內(nèi)電場被加強(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。IRP接負(fù)、N接正

溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流隨溫度升高而增加。–+

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PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.2半導(dǎo)體二極管1.基本結(jié)構(gòu)PN陽極陰極兩層半導(dǎo)體一個(gè)PN結(jié)按結(jié)面積分點(diǎn)接觸型面接觸型金屬觸絲陽極引線N型鍺片陰極引線外殼(

a)

點(diǎn)接觸型鋁合金小球N型硅陽極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線(

b)面接觸型(1)點(diǎn)接觸型(2)面接觸型結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。按材料分硅管鍺管按用途分普通管整流管……1.2半導(dǎo)體二極管2.伏安特性硅管0.5V,鍺管0.2V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降

外加電壓大于死區(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0.6~0.7V鍺管約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)。2.伏安特性二極管電流與電壓之間的關(guān)系UIOAABB硅鍺半導(dǎo)體二極管的伏安特性正向：死區(qū)（OA段）:硅管約0.5V，鍺管約0.2V；正向?qū)▍^(qū):硅管約0.7V，鍺管約0.3V反向：截止區(qū)（OB段）:I近似為0；擊穿區(qū):管子被擊穿1.2半導(dǎo)體二極管2.伏安特性二極管電流與電壓之間的關(guān)系UIOAABB硅鍺半導(dǎo)體二極管的伏安特性UIOUDUIO(a)近似特性(b)理想特性1.2半導(dǎo)體二極管3.主要參數(shù)（1）IOM：最大整流電流（2）URM：最高反向工作電壓（3）IRM：最大反向電流二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。指二極管加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流越小，說明管子的單向?qū)щ娦栽胶谩?.2半導(dǎo)體二極管伏安特性反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降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UIPN+–PN–+加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流小結(jié)：二極管的單向?qū)щ娦裕?）二極管加正向電壓（正向偏置，陽極接正、陰極接負(fù)）時(shí)，二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。（2）二極管加反向電壓（反向偏置，陽極接負(fù)、陰極接正）時(shí)，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。（3）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?。?）二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。1.2半導(dǎo)體二極管二極管電路分析：先判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓U的正負(fù)。若V陽>V陰或

U

為正，二極管導(dǎo)通若V陽<V陰或

U

為負(fù)，二極管截止

若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)管壓降為零，反向截止時(shí)相當(dāng)于開路。否則，正向管壓降硅0.6~0.7V鍺約0.3V1.2半導(dǎo)體二極管例1：分析輸出電壓和二極管上電壓的波形。假設(shè)二極管為理想二極管。習(xí)題P18：1-4–++–aTrDuou2bRLio+–u1uDOuoOu2tOu2

正半周，Va>Vb，D導(dǎo)通，uo=u2；u2

負(fù)半周，Va<Vb，D截止，uo=0。1.2半導(dǎo)體二極管作業(yè):1-4，1-5

回顧:

二極管電路分析：先判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓U的正負(fù)。若V陽>V陰或

U

為正，二極管導(dǎo)通若V陽<V陰或

U

為負(fù)，二極管截止

若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)管壓降為零，反向截止時(shí)相當(dāng)于開路。否則，正向管壓降硅0.6~0.7V鍺約0.3V1.2半導(dǎo)體二極管練習(xí)：電路如圖，求UAB=？D6V12V3kBAUAB+–V陽=－6VV陰

=－12VV陽>V陰

二極管導(dǎo)通（1）若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB=－6V（2）考慮管壓降，UAB低于－6V一個(gè)管壓降，為

－6.3Ｖ

或－6.7V

（正向?qū)▔航?硅管約0.7V，鍺管約0.3V）解：取B點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。1.2半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管圖片1.2半導(dǎo)體二極管1.2半導(dǎo)體二極管1.2半導(dǎo)體二極管1.3特殊二極管符號_+1.3.1硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管正常工作時(shí)加反向電壓

利用二極管反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時(shí)工作在反向擊穿狀態(tài)。1.伏安特性：符號_+UZIZIZMUZIZUIO穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。使用時(shí)要加限流電阻1.3特殊二極管2.主要參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓UZ

穩(wěn)壓管正常工作(反向擊穿)時(shí)管子兩端的電壓。（2）動態(tài)電阻rZ愈小，曲線愈陡，穩(wěn)壓性能愈好。（3）穩(wěn)定電流IZ是指某種穩(wěn)壓管進(jìn)入反向擊穿工作區(qū)所必需的參考電流，通常該電流為5mA，穩(wěn)壓管的實(shí)際電流大于穩(wěn)定電流時(shí)，穩(wěn)壓性能較好。1.3特殊二極管3.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路分析方法（1）穩(wěn)電管正向偏置時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)普通二極管正向偏置的情況。

（2）穩(wěn)壓管反向偏置時(shí)①當(dāng)外加反向電壓小于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓時(shí)，穩(wěn)壓管截止，可視為開路。②當(dāng)外加反向電壓大于或等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，并且流過穩(wěn)壓管的電流滿足一定要求時(shí)，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓。1.3特殊二極管

例：穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓UZ=5V，正向壓降忽略不計(jì)。當(dāng)輸入電壓Ui分別為直流10V、3V、-5V時(shí)，求（1）輸出電壓UO；（2）若ui=10sinωtV，試畫出uo的波形。DZRuoui++––Ui=10V：DZ工作在反向擊穿區(qū)，穩(wěn)壓，UO=UZ=5VUi=3V：DZ反向截止，UO=Ui=3VUi=-5V：DZ工作在正向?qū)顟B(tài)，UO=0V1.3特殊二極管ui正半周，當(dāng)ui>UZ，DZ反向擊穿，uO=5V當(dāng)ui<UZ，DZ反向截止，uO=uiui負(fù)半周，DZ正向?qū)ǎ瑄O=0Vui10V5V

（2）若ui=10sinωtV，uo的波形如下:DZRuoui++––1.3特殊二極管符號光電傳輸系統(tǒng)

LED工作原理：發(fā)光二極管也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)外加反向電壓，二極管截止不發(fā)光,當(dāng)外加正向電壓，二極管導(dǎo)通，因流過正向電流而發(fā)光。1.3特殊二極管

1.3.2發(fā)光二極管（LED)1.4晶體管1.4.1基本結(jié)構(gòu)基極發(fā)射極集電極NPN型BECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極NNP符號：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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)：面積大BECNNP基極發(fā)射極集電極集電區(qū)：尺寸最大1.4晶體管1.4.2電流分配和放大原理1.三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP發(fā)射結(jié)正偏VB<VE集電結(jié)反偏VC<VB從電位的角度看：

NPN

發(fā)射結(jié)正偏VB>VE集電結(jié)反偏VC>VB

1.4晶體管發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++IE2.各電極電流關(guān)系及電流放大作用1.4晶體管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:1）三電極電流關(guān)系IE=IB+IC2）IC

IB

，

IC

IE

3）IC

IB

把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化，是CCCS器件。3.三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動規(guī)律（補(bǔ)充）1.4晶體管BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO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。

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)。從基區(qū)擴(kuò)散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。1.4晶體管3.三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動規(guī)律ICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBO可見，集電極電流IC是由ICBO與ICE兩部分組成的，

IB是由ICBO和IBE兩部分組成的，晶體管的放大是因ICE遠(yuǎn)大于IBE，其比值為(常用公式)1.4晶體管1.4.3特性曲線即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。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1.4晶體管發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路測量晶體管特性的實(shí)驗(yàn)線路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++

1.4晶體管1.輸入特性曲線IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO特點(diǎn):非線性死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.2V。正常工作時(shí)發(fā)射結(jié)電壓：NPN型硅管

UBE0.6~0.7V1.4晶體管結(jié)論:（1）輸入特性是發(fā)射結(jié)的正向特性，它是一條非線性曲線。（2）只有當(dāng)加在發(fā)射結(jié)的電壓大于死區(qū)電壓時(shí)，晶體管才會出現(xiàn)基極電流。（3）正常工作時(shí)，NPN型硅管的發(fā)射結(jié)電壓UBE=0.6～0.7V。1.4晶體管2.

輸出特性曲線IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個(gè)工作區(qū)：(1)放大區(qū)在放大區(qū)有IC=IB

，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。1.4晶體管IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB=0以下的區(qū)域稱為截止區(qū)，有IC0

。

對于NPN型硅管，當(dāng)UBE<0.5V時(shí)，已處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)UBE<0V時(shí)，晶體管可靠截止，此時(shí)發(fā)射結(jié)處于反向偏置。

在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)1.4晶體管IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O飽和區(qū)（3）飽和區(qū)

靠近縱軸的區(qū)域成為飽和區(qū)，晶體管在飽和區(qū)工作時(shí)的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。

當(dāng)UCEUBE時(shí)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IBIC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時(shí)，

硅管UCES0.3V，

鍺管UCES0.1V。1.4晶體管1.4.4主要參數(shù)（6個(gè)）①電流放大系數(shù)有，直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。常用晶體管的

值在20~200之間。1.4晶體管例：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1.4晶體管集-基極反向截止電流ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOA+–EC集-射極反向截止電流(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。1.4晶體管集電極最大允許電流ICM集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是25C、基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR)CEO。集電極最大允許耗散功耗PCMPCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會燒壞三極管。PC

PCM

硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。1.4晶體管ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫出三極管的安全工作區(qū)ICUCEO1.4晶體管晶體管參數(shù)與溫度的關(guān)系（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(2~2.5)mV，即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。（3）溫度每升高1C，增加0.5%~1.0%。（記至教材P30）

1.4晶體管作業(yè):1-6，1-7，1-91.5場效應(yīng)晶體管雙極型晶體管:參與導(dǎo)電的有兩種類型的載流子。單極型晶體管:僅有一種類型的載流子參與導(dǎo)電。常用于數(shù)字集成電路中(第六章)又因?yàn)檫@種晶體管是利用電場效應(yīng)來控制電流大小的，所以又稱為場效應(yīng)管。N溝道P溝道增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)場效應(yīng)管按其結(jié)構(gòu)可分為兩種類型：1.5場效應(yīng)晶體管金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管

MOSFET(Metal-Oxide-semiconductortypeFieldEffectTransistor)特點(diǎn)：輸入電阻很高，最高可達(dá)到1015歐姆。表面場效應(yīng)器件耗盡型是當(dāng)uGS=0時(shí)，存在導(dǎo)電溝道，iD≠0.增強(qiáng)型是當(dāng)uGS=0時(shí)，不存在導(dǎo)電溝道，iD=0。1.5場效應(yīng)晶體管1.5.1N溝道增強(qiáng)型MOS場效應(yīng)管5.1.1結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型MOS場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)如圖，它是在P型半導(dǎo)體上生成一層SiO2薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出源極與漏極，源極與漏極之間的二氧化硅上面引出柵極。襯底也接出一根引線，通常情況下將它和源極在管子內(nèi)部連接在一起。由圖可見，柵極和其他電極及硅片之間是絕緣的，所以稱為絕緣柵場效應(yīng)管。1.5場效應(yīng)晶體管1.5.1

N溝道增強(qiáng)型MOS場效應(yīng)管1.

結(jié)構(gòu)漏極D→集電極C源極S→發(fā)射極E柵極G→基極B襯底B電極—金屬絕緣層—氧化物基體—半導(dǎo)體因此稱之為MOS管2.

工作原理1.5場效應(yīng)晶體管UGS<UT時(shí)（開啟電壓)UGS＞UT時(shí)(形成反型層)當(dāng)UGS=0V時(shí)，漏源之間相當(dāng)于兩個(gè)背靠背的二極管，在D、S之間加上電壓不會在D、S間形成電流。0＜UGS＜UT時(shí)，SiO2中產(chǎn)生一垂直于表面的電場，P型表面上感應(yīng)出現(xiàn)許多電子，但電子數(shù)量有限,不能形成溝道。當(dāng)UGS＞UT時(shí)，P型半導(dǎo)體表層中將聚集較多的電子，可以形成導(dǎo)電通道，稱為溝道，將漏極和源極連通。如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。當(dāng)漏、源電壓一定時(shí)，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵-源電壓稱為開啟電壓，用UGS(th)表示，簡記為UT。在柵極下方形成的導(dǎo)電溝道中的電子，因與P型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子空穴極性相反，故稱為反型層。1.5場效應(yīng)晶體管

當(dāng)UGS較小時(shí)，雖然在P型襯底表面形成一層耗盡層，但負(fù)離子不能導(dǎo)電。當(dāng)UGS=UT時(shí),在P型襯底表面形成一層電子層，形成N型導(dǎo)電溝道，在UDS的作用下形成電流ID。增強(qiáng)型MOS管UDSID++--++--++++----UGS反型層當(dāng)UGS=0V時(shí)，漏源之間于相當(dāng)兩個(gè)背靠背的PN結(jié)，無論UDS之間加任何電壓，不會在D、S間形成電流ID，即ID≈0。當(dāng)UGS>UT時(shí),溝道加厚，溝道電阻減少，在相同UDS的作用下，ID將進(jìn)一步增加。開始無導(dǎo)電溝道，當(dāng)在UGSUT時(shí)才形成溝道,這種類型的管子稱為增強(qiáng)型MOS管1.5場效應(yīng)晶體管3.特性曲線(１)轉(zhuǎn)移特性曲線：輸入電壓與輸出電流間的關(guān)系曲線，對于共源電路，即：0iDuGSUGS(th)