電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體課件

電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)

（半導(dǎo)體器件）2013年2月26日二極管二極管的導(dǎo)電特性：二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦浴Ｔ陔娐分?，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。1、正向特性

在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會(huì)導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí)，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。

2、反向特性

在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒有電流流過，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會(huì)急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦裕@種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。二極管二極管二極管的主要參數(shù):1、額定正向工作電流：是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過的最大正向電流值。2、最高反向工作電壓：加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會(huì)將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。3、反向電流：反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶谩?/p>

二極管二極管的應(yīng)用:

1、整流

利用二極管單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀兓慕涣麟娮儞Q成單一方向的脈動(dòng)直流電。

2、開關(guān)

二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。

3、限幅

二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)。

4、繼流二極管

在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。

5、檢波二極管

在收音機(jī)中起檢波作用。

6、變?nèi)荻O管二極管半波整流電路二、雙極型晶體管雙極型晶體管(芯片)雙極型晶體管幾乎所有晶體管都可以作為芯片元件買到(見圖6-9和6-10)，包括飽和開關(guān)，通用的放大管，RF放大管和功率開關(guān)。使用沒有外殼晶體管的缺點(diǎn)之一是沒法事先進(jìn)行全性能測(cè)試，將其分類。作為一個(gè)例子，2N2222晶體管芯片來自2N型的大族。該大族全部使用相同的基本制造工藝。用篩選和測(cè)試分級(jí)為從商用等級(jí)到軍用等級(jí)的部件。在混合電路使用沒有封殼的芯片時(shí)，混合電路制造商必須依賴室溫下圓片直流探針測(cè)試結(jié)果區(qū)分芯片的好壞，不能進(jìn)行交流參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試.所以不能完全保證電性能。晶體管的特性

一、晶體管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

1.晶體管的兩種結(jié)構(gòu)一、晶體管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1.晶體管一般由NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)組成雙極型晶體管(BJT)2.晶體管的三個(gè)區(qū)一、晶體管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介2.晶體管有三個(gè)區(qū):N集電區(qū)NP基區(qū)e發(fā)射極b基極c集電極發(fā)射區(qū)管芯結(jié)構(gòu)剖面圖

基區(qū)(P):很薄,空穴濃度較小——引出基極b.

發(fā)射區(qū)(N):與基區(qū)的接觸面較小——引出發(fā)射極e.

集電區(qū)(N):與基區(qū)的接觸面較大——引出集電極c.1.晶體管一般由NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)組成以NPN型晶體管為例。雙極型晶體管(BJT)發(fā)射極的電路符號(hào)一、晶體管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

基區(qū)(P):很薄,空穴濃度較小——引出基極b.

發(fā)射區(qū)(N):與基區(qū)的接觸面較小——引出發(fā)射極e.

集電區(qū)(N):與基區(qū)的接觸面較大——引出集電極c.1.晶體管一般由NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)組成注意：發(fā)射極的符號(hào)帶箭頭。PNP型ECBECBNPN型半導(dǎo)體三極管電路符號(hào)2.晶體管有三個(gè)區(qū):雙極型晶體管(BJT)雙極型晶體管(BJT)二、晶體管的電流分配和放大作用

1.晶體管正常工作時(shí)各極電壓的連接及作用NNP空穴電子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN電流方向1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性

顧名思義：發(fā)射區(qū)的作用是發(fā)射電子,集電區(qū)的作用是收集電子,下面以NPN型三極管為例分析載流子(即電子和空穴)在晶體管內(nèi)部的傳輸情況。

二、晶體管的電流分配與放大作用發(fā)射結(jié)集電結(jié)發(fā)射極集電極基極

發(fā)射結(jié)必須處于正向偏置——目的削弱發(fā)射結(jié)

集電結(jié)必須處于反向偏置——目的增強(qiáng)集電結(jié)VEEVCC+－+－ICN連接BJT各極間電壓的一般特性晶體管的電流分配晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)動(dòng)畫演示NNP空穴電子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN電流方向VEEVCCVCC+－+ICN

發(fā)射結(jié)必須處于正向偏置——目的削弱發(fā)射結(jié)

集電結(jié)必須處于反向偏置——目的增強(qiáng)集電結(jié)

二、晶體管的電流分配與放大作用

分析集射結(jié)電場(chǎng)方向知,反向偏置有利于收集在基區(qū)的電子1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性

發(fā)射結(jié)變薄有利于發(fā)射區(qū)的電子向基區(qū)擴(kuò)散連接BJT各極間電壓的一般特性晶體管的電流分配晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)

二、晶體管的電流分配與放大作用2.晶體管的電流分配

發(fā)射極電流的組成NNP空穴電子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN電流方向2.晶體管的電流分配

發(fā)射極電流IE:主要由發(fā)射區(qū)的電子擴(kuò)散(IEN)而成,亦有極少數(shù)的由基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散的空穴電流(IEP)。IE=IEN+IEPIENVEEVCCVCC+－+ICN

注意電流方向：電流方向與電子移動(dòng)方向相反,與空穴移動(dòng)方向相同。1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性晶體管的電流分配晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)集極電流的形成

二、晶體管的電流分配與放大作用NNP空穴電子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN電流方向

集電極電流IC:集電極電流主要由集電結(jié)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散至基區(qū)的電子而成(ICN)。亦有由于基區(qū)和集電區(qū)的少子漂移作用而產(chǎn)生的很小的反向飽和電流ICBO。VEEVCCIC=ICN+ICBOICNVCC+－+ICN

由于基區(qū)空穴的復(fù)合作用,集電區(qū)收集的電子數(shù)會(huì)比發(fā)射區(qū)擴(kuò)散的電子數(shù)要小一些,即集電極電流IC比發(fā)射極電流IE要小一些。2.晶體管的電流分配1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性晶體管的電流分配晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)

二、晶體管的電流分配與放大作用IE=IB+ICNNP空穴電子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN電流方向

由電路分析的內(nèi)容可知,三個(gè)電極之間的電流關(guān)系為：VEEVCCIE=IB+ICRbVEEVCCRLIB

發(fā)射極與基極之間為正向偏置+－+－IE=IB+IC

集電極與基極之間為反向偏置ICVCC+－+2.晶體管的電流分配1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性

三極管的三個(gè)極不管如何連接,這個(gè)關(guān)系是不會(huì)改變的。

以后畫電路時(shí)三極管就不再使用結(jié)構(gòu)圖而用電路符號(hào)圖了。晶體管的電流分配晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)

二、晶體管的電流分配與放大作用①系數(shù)的意義NNP空穴電子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN電流方向①為了表示集電極收集發(fā)射區(qū)發(fā)射電子的能力,通常使用一個(gè)常數(shù)hfb()表示VEEVCChfb==iC／iERbVEEVCCRLIB+－+－IE=IB+ICICVCC+－+2.晶體管的電流分配1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性iC和iE是表示通過三極管集電極和發(fā)射極電流的瞬時(shí)值.晶體管的電流分配晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)③與之間的關(guān)系NNP空穴電子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN電流方向③hfb()與hfe()之間的關(guān)系VEEVCCRbVEEVCCRLIB+－+－IE=IB+ICIC=

1－

VCC+－+

二、晶體管的電流分配與放大作用聯(lián)立下面三式可求出此關(guān)系式：iC=iBiC=iEiE=iC+iB

2.晶體管的電流分配1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性晶體管的電流分配晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)3.放大作用

二、晶體管的電流分配與放大作用3.放大作用共射基本放大電路的組成演示

三極管的放大作用實(shí)際上是使微小的信號(hào)(如微小變化的電壓、微小變化的電流）轉(zhuǎn)換成較大變化的信號(hào)。要使三極管有放大作用,必須與一些阻容元件按一定的方式連接成電路,稱為放大電路。最基本的放大電路是共射極放大電路。2.晶體管的電流分配1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性晶體管的放大作用雙極型晶體管(BJT)(1)共射電路的組成viVBBVCCRL1K+－+－ceb

輸入與輸出回路共用發(fā)射極，所以稱為共發(fā)射極放大電路。

二、晶體管的電流分配與放大作用=49

基極與發(fā)射極間組成輸入回路3.放大作用(1)共射極放大電路集電極與發(fā)射極間組成輸出回路晶體管共射極放大電路的組成共射極電路的電壓放大原理

三極管的放大作用實(shí)際上是使微小的信號(hào)(如微小變化的電壓、微小變化的電流）轉(zhuǎn)換成較大變化的信號(hào)。要使三極管有放大作用,必須與一些阻容元件按一定的方式連接成電路,稱為放大電路。最基本的放大電路是共射極放大電路。

三極管的放大作用實(shí)際上是使微小的信號(hào)(如微小變化的電壓、微小變化的電流）轉(zhuǎn)換成較大變化的信號(hào)。要使三極管有放大作用,必須與一些阻容元件按一定的方式連接成電路,稱為放大電路。最基本的放大電路是共射極放大電路。雙極型晶體管(BJT)

二、晶體管的電流分配與放大作用3.放大作用(1)共射極放大電路(2)放大作用

這個(gè)放大電路的電壓放大倍數(shù)為viVBBVCCiB=IB+iB

iC=IC+iC

vOiE=IE+iE

+－+－+－ceb(2)共射電路的電壓放大=49RL1K

設(shè)輸入信號(hào)電壓變化vi=20mV,產(chǎn)生基極電流的變化量為iB=20A

輸出電流變化量為iC=iB=49×20A=980A=0.98mA

變化的電流在負(fù)載電阻上產(chǎn)生的電壓變化量為vO=-iCRL

=-0.98mA×1k=-0.98V共射極電路的電壓放大原理AV=vo/vi=-0.98V/20mV=-49三、晶體管的特性曲線

1.共射極電路的特性曲線輸入特性曲線就是研究三極管be之間輸入電流IB隨輸入電壓VBE的變化規(guī)律。三、晶體管的特性曲線1.共射電路的特性曲線(1)輸入特性VBBVCCIBICIE+－+－ceb

三極管由于有三個(gè)極，放大電路由兩個(gè)回路組成,所以其特性曲線有兩組，一組為輸入特性曲線，另一組為輸出特性曲線。VCEVBE共射電路輸入特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)(1)輸入特性曲線:輸入特性的意義輸入特性曲線就是研究三極管be之間輸入電流IB隨輸入電壓VBE的變化規(guī)律。三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性VBBVCC+－+－ceb輸入特性曲線的作法IVCE=常數(shù)VBE/VIB/AIB=f(VBE)

此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究be間電流IBE隨電壓VBE的變化規(guī)律.1.共射電路的特性曲線共射電路輸入特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)IBICIEVCEVBE0三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(1)輸入特性曲線：vCE=0V時(shí)先令VCC=0即VCE=0VBBVCC+－+－ceb令VBB從0開始增加即VBE從0開始增加。VCE=0V1.共射電路的特性曲線共射電路輸入特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)IBICIEVBE/VIB/A0VCEVBE輸入特性曲線的作法IVCE=常數(shù)IB=f(VBE)

此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究be間電流IBE隨電壓VBE的變化規(guī)律.VCE=0V時(shí)的輸入特性曲線。三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(1)輸入特性曲線：vCE=0.5V時(shí)

然后增大VCC使VCE0.5VVBBVCC+－+－ceb再令VBB從0開始增加即VBE從0開始增加。VCE=0V0.5VVCE=0.5V1.共射電路的特性曲線共射電路輸入特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)IBICIEVBE/VIB/A0VCEVBE輸入特性曲線的作法IVCE=常數(shù)IB=f(VBE)

此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究be間電流IBE隨電壓VBE的變化規(guī)律.VCE=0V時(shí)的輸入特性曲線。VCE=0.5V時(shí)的輸入特性曲線。三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(1)輸入特性曲線:vCE=1V時(shí)

繼續(xù)增大VCC使VCE1VVBBVCC+－+－ceb再令VBB從0開始增加即VBE從0開始增加。VCE=0V1VVCE=0.5VVCE=1V1.共射電路的特性曲線共射電路輸入特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)IBICIEVBE/VIB/A0VCEVBE輸入特性曲線的作法IVCE=常數(shù)IB=f(VBE)

此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究be間電流IBE隨電壓VBE的變化規(guī)律.VCE=1V時(shí)的輸入特性曲線。三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(1)輸入特性曲線:vCE>1V時(shí)VBBVCC+－+－cebVCE=0V>1VVCE=0.5VVCE=1V1.共射電路的特性曲線共射電路輸入特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)IBICIEVBE/VIB/A0VCEVBE輸入特性曲線的作法IVCE=常數(shù)IB=f(VBE)

此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究be間電流IBE隨電壓VBE的變化規(guī)律.三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(1)輸入特性曲線綜述VBBVCC+－+－ceb>1VVCE=1V1.共射電路的特性曲線共射電路輸入特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)IBICIEVBE/VIB/A0VCEVBE輸入特性曲線的作法VCE=常數(shù)IB=f(VBE)

此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究be間電流IBE隨電壓VBE的變化規(guī)律.三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(2)輸出特性曲線

輸出特性曲線的意義、畫法動(dòng)畫顯示(2)輸出特性VBBVCC+－+－ceb輸出特性曲線的作法IB=常數(shù)輸出特性曲線就是研究三極管ce之間集電極電流IC隨ce間電壓VCE的變化規(guī)律。

此式的意義是：令三極管be間電流IB保持不變，研究ce間電流IC

隨電壓VCE的變化規(guī)律.IC=f(VCE)|共射電路輸出特性曲線作法演示1.共射電路的特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)IBICIEVCEVBE三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(2)輸出特性

繪輸出特性曲線的過程VCE/VIC/mAO

先把IB調(diào)至某一固定值并保持不變。

然后再調(diào)節(jié)電源電壓使VCE改變，觀察IC的變化，記錄下來。VBBVCCIBICIE+－+－cebVCEVBE某一固定IB時(shí)的輸出曲線共射電路輸出特性曲線作法演示1.共射電路的特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)輸出特性曲線的作法IB=常數(shù)

此式的意義是：令三極管be間電流IB保持不變，研究ce間電流IC

隨電壓VCE的變化規(guī)律.IC=f(VCE)|

根據(jù)記錄可繪出IC隨VE變化的伏安特性曲線,此曲線稱為輸出特性曲線。三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(2)輸出特性

繪輸出特性曲線的過程VCE/VIC/mAO

再把IB調(diào)至稍小的另一固定值IB1并保持不變。

仍舊調(diào)節(jié)電源電壓使VCE改變，觀察IC的變化,記錄下來。IB1IB2共射電路輸出特性曲線作法演示

重復(fù)此過程可繪出一組輸出特性曲線1.共射電路的特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)VBBVCCIBICIE+－+－cebVCEVBE輸出特性曲線的作法IB=常數(shù)

此式的意義是：令三極管be間電流IB保持不變，研究ce間電流IC

隨電壓VCE的變化規(guī)律.IC=f(VCE)|

根據(jù)記錄可繪出IC隨VCE變化的另一根輸出特性曲線。某一固定IB時(shí)的輸出曲線三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(2)輸出特性

輸出特性曲線的特點(diǎn)某一固定IB時(shí)的輸出曲線IB1VCE/VIC/mAOIB2共射電路輸出特性曲線作法演示VCEQQICQIBQ1.共射電路的特性曲線共射電路輸出特性曲線雙極型晶體管(BJT)VBBVCCIBICIE+－+－cebVCEVBE

剛開始時(shí),每一根輸出特性曲線都很陡,表明IC隨

VCE的

增

大而急劇增大。輸出特性曲線的作法IB=常數(shù)

此式的意義是：令三極管be間電流IB保持不變，研究ce間電流IC

隨電壓VCE的變化規(guī)律.IC=f(VCE)|

當(dāng)VCE增至一定數(shù)值時(shí)(一般小于1V)輸出特性曲線變得較為平坦段,表明IC基本不隨VCE而變化。

輸出特性曲線是由一簇間隔基本均勻,比較平坦的平行直線組成的，每一根曲線上的一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一組IBE、VCE和IC。雙極型晶體管(BJT)三、晶體管的特性曲線(1)輸入特性(2)輸出特性

利用輸出特性曲線求電流放大倍數(shù)IB1VCE/VIC/mAOIB2取任意兩條曲線的平坦段，讀出其基極電流之差。hfe==ICIB=iCiBIB=IB1-IB2ICIC1IC2共射電路輸出特性曲線作法演示

從輸出特性曲線可以求出三極管的交流電流放大系數(shù)hfe()(即輸出電流的變化IC量是輸入電流變化量IB的多少倍)。下面介紹求的方法。1.共射電路的特性曲線共射電路輸出特性曲線VBBVCCIBICIE+－+－cebVCEVBE

再讀出這兩條曲線對(duì)應(yīng)的集電極電流之差。小結(jié)

１．雙極型半導(dǎo)體器件的特點(diǎn)是有兩種載流子（自由電子和空穴）同時(shí)參于導(dǎo)電。PN結(jié)是組成雙極型半導(dǎo)體的基礎(chǔ)。２．雙極型晶體管是一種電流控制器件（基極電流控制集電極電流），他具有電流放大作用。晶體管有二個(gè)PN結(jié)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)；有三種工作狀態(tài)：放大、截止和飽和。

三、場(chǎng)效應(yīng)管放大器絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

3.2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路效應(yīng)管放大器的靜態(tài)偏置效應(yīng)管放大器的交流小信號(hào)模型效應(yīng)管放大電路3.1場(chǎng)效應(yīng)管

3.1場(chǎng)效應(yīng)管BJT是一種電流控制元件(iB~iC)，工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，所以被稱為雙極型器件。

場(chǎng)效應(yīng)管（FieldEffectTransistor簡(jiǎn)稱FET）是一種電壓控制器件(uGS~iD)，工作時(shí)，只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此它是單極型器件。

FET因其制造工藝簡(jiǎn)單，功耗小，溫度特性好，輸入電阻極高等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。FET分類：

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道一.絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MetalOxide

SemiconductorFET)，簡(jiǎn)稱MOSFET。分為：

增強(qiáng)型N溝道、P溝道耗盡型N溝道、P溝道

1.N溝道增強(qiáng)型MOS管

（1）結(jié)構(gòu)

4個(gè)電極：漏極D，源極S，柵極G和襯底B。符號(hào)：

當(dāng)uGS＞0V時(shí)→縱向電場(chǎng)→將靠近柵極下方的空穴向下排斥→耗盡層。（2）工作原理

當(dāng)uGS=0V時(shí)，漏源之間相當(dāng)兩個(gè)背靠背的二極管，在d、s之間加上電壓也不會(huì)形成電流，即管子截止。

再增加uGS→縱向電場(chǎng)↑→將P區(qū)少子電子聚集到P區(qū)表面→形成導(dǎo)電溝道，如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流id。①柵源電壓uGS的控制作用

定義：開啟電壓（UT）——?jiǎng)倓偖a(chǎn)生溝道所需的柵源電壓UGS。

N溝道增強(qiáng)型MOS管的基本特性：

uGS

＜UT，管子截止，

uGS

＞UT，管子導(dǎo)通。

uGS

越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓uDS作用下，漏極電流ID越大。

②轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f(uGS)uDS=const

可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：UT

一個(gè)重要參數(shù)——跨導(dǎo)gm：gm=iD/uGS

uDS=const(單位mS)

gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。

在轉(zhuǎn)移特性曲線上，gm為的曲線的斜率。在輸出特性曲線上也可求出gm。

2.N溝道耗盡型MOSFET特點(diǎn)：

當(dāng)uGS=0時(shí)，就有溝道，加入uDS，就有iD。當(dāng)uGS＞0時(shí)，溝道增寬，iD進(jìn)一步增加。

當(dāng)uGS＜0時(shí)，溝道變窄，iD減小。

在柵極下方的SiO2層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)uGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。

定義：夾斷電壓（UP）——溝道剛剛消失所需的柵源電壓uGS。

3、P溝道耗盡型MOSFET

P溝道MOSFET的工作原理與N溝道

MOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。4.MOS管的主要參數(shù)（1）開啟電壓UT（2）夾斷電壓UP（3）跨導(dǎo)gm

：gm=iD/uGSuDS=const

（4）直流輸入電阻RGS——柵源間的等效電阻。由于MOS管柵源間有sio2絕緣層，輸入電阻可達(dá)109～1015。

二.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

1.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)（以N溝為例）：兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道。三個(gè)電極：

g：柵極

d：漏極

s：源極符號(hào)：N溝道P溝道

2.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理

在柵源間加負(fù)電壓uGS

，令uDS=0

①當(dāng)uGS=0時(shí)，為平衡PN結(jié)，導(dǎo)電溝道最寬。

（1）柵源電壓對(duì)溝道的控制作用②當(dāng)│uGS│↑時(shí)，PN結(jié)反偏，耗盡層變寬，導(dǎo)電溝道變窄，溝道電阻增大。③當(dāng)│uGS│↑到一定值時(shí)，溝道會(huì)完全合攏。定義：夾斷電壓UP——使導(dǎo)電溝道完全合攏（消失）所需要的柵源電壓uGS。

（2）漏源電壓對(duì)溝道的控制作用

在漏源間加電壓uDS

，令uGS=0

由于uGS=0，所以導(dǎo)電溝道最寬。

①當(dāng)uDS=0時(shí)，iD=0。②uDS↑→iD↑

→靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，呈楔形分布。③當(dāng)uDS↑，使uGD=uGS-

uDS=UP時(shí)，在靠漏極處夾斷——預(yù)夾斷。預(yù)夾斷前，uDS↑→iD↑。預(yù)夾斷后，iDS↑→iD幾乎不變。④uDS再↑，預(yù)夾斷點(diǎn)下移。

（3）柵源電壓uGS和漏源電壓uDS共同作用

iD=f（uGS、uDS）,可用輸兩組特性曲線來描繪。

（1）輸出特性曲線：iD=f（uDS）│uGS=常數(shù)

3、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線uGS=0VuGS=-1V設(shè)：UT=

-3V四個(gè)區(qū)：恒流區(qū)的特點(diǎn)：△iD/△uGS=gm≈常數(shù)

即：△iD=gm△uGS

（放大原理）

（a）可變電阻區(qū)（預(yù)夾斷前）。

（b）恒流區(qū)也稱飽和區(qū)（預(yù)夾斷后）。

（c）夾斷區(qū)（截止區(qū)）。

（d）擊穿區(qū)?？勺冸娮鑵^(qū)恒流區(qū)截止區(qū)擊穿區(qū)（2）轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f（uGS）│uDS=常數(shù)

可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：4.場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)(1)

開啟電壓UT

UT

是MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，柵源電壓小于開啟電壓的絕對(duì)值,場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通。

（2）夾斷電壓UP

UP

是MOS耗盡型和結(jié)型FET的參數(shù)，當(dāng)uGS=UP時(shí),漏極電流為零。

（3）飽和漏極電流IDSS

MOS耗盡型和結(jié)型FET,當(dāng)uGS=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。

（4）輸入電阻RGS

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，RGS大于107Ω，MOS場(chǎng)效應(yīng)管,RGS可達(dá)109～1015Ω。（5）

低頻跨導(dǎo)gm

gm反映了柵壓對(duì)漏極電流的控制作用，單位是mS(毫西門子)。（6）最大漏極功耗PDM

PDM=UDSID，與雙極型三極管的PCM相當(dāng)。5.雙極型和場(chǎng)效應(yīng)型三極管的比較雙極型三極管

單極型場(chǎng)效應(yīng)管載流子多子擴(kuò)散少子漂移

少子漂移輸入量電流輸入電壓輸入控制電流控制電流源電壓控制電流源輸入電阻幾十到幾千歐幾兆歐以上噪聲較大較小靜電影響不受靜電影響易受靜電影響制造工藝不宜大規(guī)模集成適宜大規(guī)模和超大規(guī)模集成一.直流偏置電路

保證管子工作在飽和區(qū)，輸出信號(hào)不失真3.2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路1.自偏壓電路UGS=-IDR

注意：該電路產(chǎn)生負(fù)的柵源電壓，所以只能用于需要負(fù)柵源電壓的電路。計(jì)算Q點(diǎn)：UGS、ID、UDS已知UP，由UGS=-IDR可解出Q點(diǎn)的UGS、IDUDS=VDD-ID(Rd+R)再求：ID

2.分壓式自偏壓電路可解出Q點(diǎn)的UGS、ID

計(jì)算Q點(diǎn)：已知UP，由該電路產(chǎn)生的柵源電壓可正可負(fù)，所以適用于所有的場(chǎng)效應(yīng)管電路。UDS=VDD-ID(Rd+R)再求：二.

場(chǎng)效應(yīng)管的交流小信號(hào)模型

與雙極型晶體管一樣，場(chǎng)效應(yīng)管也是一種非線性器件，在交流小信號(hào)情況下，也可以由它的線性等效電路—交流小信號(hào)模型來代替。

其中：gmugs是壓控電流源，它體現(xiàn)了輸入電壓對(duì)輸出電流的控制作用。稱為低頻跨導(dǎo)。

rds為輸出電阻，類似于雙極型晶體管的rce。三.場(chǎng)效應(yīng)管放大電路1.共源放大電路分析：（1）畫出共源放大電路的交流小信號(hào)等效電路。

（2）求電壓放大倍數(shù)（3）求輸入電阻（4）求輸出電阻則（2）電壓放大倍數(shù)（3）輸入電阻得

分析：（1）畫交流小信號(hào)等效電路。

由2.共漏放大電路（4）輸出電阻所以由圖有本章小結(jié)1．FET分為JFET和MOSFET兩種，工作時(shí)只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此稱為單極性型晶體管。FET是一種壓控電流型器件，改變其柵源電壓就可以改變其漏極電流。

2．FET放大器的偏置電路與BJT放大器不同，主要有自偏壓式和分壓式兩種。

3．FET放大電路也有三種組態(tài)：共源、共漏和共柵。電路的動(dòng)態(tài)分析需首先利用FET的交流模型建立電路的交流等效電路，然后再進(jìn)行計(jì)算，求出電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等量。

光電耦合器1.什么是光電耦合器？2.光電耦合器的工作原理3.光