沈陽建筑大學信息與工程學院模擬電子第一章

1、,信息學院電氣信息類 之,模擬電子技術(shù)基礎,主講者： 郭 聳 教研室： 計算機教研室,課程相關介紹,1、本課程是電氣信息類各專業(yè)的非常重要的專業(yè)基礎課。 2、能夠使學生獲得模擬電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能；熟悉模擬電子電路的工作原理，掌握模擬電路分析方法和設計方法。 3、能夠使學生具有一定的實踐技能和應用能力、分析問題和解決問題的能力，為學習后續(xù)課程和從事相關技術(shù)工作打好基礎。,一、課程的重要性,課程相關介紹,1、半導體器件， 2、放大電路的基本原理， 3、放大電路的頻率響應， 4、功率放大電路， 5、集成運算放大電路， 6、放大電路中的反饋， 7、模擬信號運算電路， 8、信號處

2、理電路， 9、波形發(fā)生電路， 10、直流電源。,二、本課程的主要內(nèi)容,課程相關介紹,主要把握幾個環(huán)節(jié)： 1、注重知識的連續(xù)性。 2、課前做好預習，做到心中有數(shù)；課上認真聽講，做好課堂筆記；課后加強作業(yè)練習，以鞏固知識的掌握。 3、對學習中發(fā)現(xiàn)的問題，應及時解決。 4、加強實踐環(huán)節(jié)，上好實驗課。,三、如何學好該課程,課程相關介紹,參考書： 1、楊素行主編，模擬電子技術(shù)基礎簡明教程教學指導書，高等教育出版社，2006年7月 2、閻石，模擬電子技術(shù)基礎第五版，高等教育出版社，2006年5月,四、教材與參考書,教材： 1、楊素行主編，模擬電子技術(shù)基礎簡明教程第三版，高等教育出版社，2006年5月,課程

3、相關介紹,成績主要由以下幾部分組成： （1）平時成績 包括：作業(yè) 課堂表現(xiàn)（點名+檢查課堂筆記） （2）實驗成績 實驗成績不及格將取消正?？荚囐Y格 。 （3）考試成績,五、考核方式,關于我的聯(lián)系方式,1、郵箱：guosong_ 2、辦公地點：戊2-307,第一章 半導體器件,第一節(jié) 半導體的特性 第二節(jié) 半導體二極管 第三節(jié) 雙極型三極管 第四節(jié) 場效應三極管,下頁,總目錄,第一節(jié) 半導體的特性,本征半導體,雜質(zhì)半導體,下頁,總目錄,1. 半導體(semiconductor),共價鍵Covalent bond,半導體的定義： 將導電能力介于導體和絕緣體之間的一大類物質(zhì)統(tǒng)稱為半導體。,一、本征半

4、導體(intrinsic semiconductors),在硅(或鍺)的晶體中, 原子在空間排列成規(guī)則的晶格。,下頁,首頁,上頁,2. 本征半導體(intrinsic semiconductors),在本征半導體中，由于晶體中共價鍵的結(jié)合力很強， 在熱力學溫度零度（即T = 0K，）時， 價電子的能量不足以掙脫共價鍵的束縛， 晶體中不存在能夠?qū)щ姷妮d流子， 半導體不能導電，如同絕緣體一樣。,下頁,上頁,首頁,本征半導體中的載流子,如果溫度升高， 少數(shù)價電子將掙脫共價鍵束縛成為自由電子。,在原來的共價鍵位置留下一個空位， 稱之為空穴。,下頁,上頁,首頁,半導體中存在兩種載流子： 帶負電的自由電子

5、和帶正電的空穴。,在一定溫度下電子 - 空穴對的產(chǎn)生和復合達到動態(tài)平衡。,兩種載流子濃度相等,下頁,上頁,首頁,1. N型（或電子型）半導體 (N-type semiconductor),二、 雜質(zhì)半導體,則原來晶格中的某些硅原子將被雜質(zhì)原子代替。 雜質(zhì)原子與周圍四個硅原子組成共價鍵時多余一個電子。 這個電子只受自身原子核吸引，在室溫下可成為自由電子。,在4價的硅或鍺中摻入少量的5價雜質(zhì)元素，,下頁,上頁,在本征半導體中摻入某種特定的雜質(zhì)，就成為雜質(zhì)半導體。,自由電子,首頁,失去自由電子的雜質(zhì)原子固定在晶格上不能移動， 并帶有正電荷，稱為正離子。,在這種雜質(zhì)半導體中， 電子的濃度大大高于空穴的

6、濃度。,因其主要依靠電子導電， 故稱為電子型半導體。,下頁,上頁,5價的雜質(zhì)原子可以提供電子，所以稱為施主原子。,首頁,在硅或鍺晶體中摻入少量的3價雜質(zhì)元素，,空位,2. P型半導體(P-type semiconductor),當它與周圍的硅原子組成共價鍵時， 將缺少一個價電子， 產(chǎn)生了一個空位。,下頁,上頁,首頁,硅原子外層電子由于熱運動填補此空位時， 雜質(zhì)原子成為負離子， 硅原子的共價鍵中產(chǎn)生一個空穴。,在這種雜質(zhì)半導體中，空穴的濃度遠高于自由電子的濃度。,空穴,在室溫下仍有電子-空穴對的產(chǎn)生和復合。,多數(shù) 載流子,P型半導體主要依靠空穴導電，所以又稱為空穴型半導體。,下頁,上頁,3價的雜

7、質(zhì)原子產(chǎn)生多余的空穴，起著接受電子的作用，所以稱為受主原子。,少數(shù) 載流子,首頁,在雜質(zhì)半導體中： 雜質(zhì)濃度不應破壞半導體的晶體結(jié)構(gòu)， 多數(shù)載流子的濃度主要取決于摻入雜質(zhì)的濃度； 而少數(shù)載流子的濃度主要取決于溫度。 雜質(zhì)半導體的優(yōu)點： 摻入不同性質(zhì)、不同濃度的雜質(zhì)， 并使P型半導體和N型半導體以不同方式組合， 可以制造出形形色色、品種繁多、 用途各異的半導體器件。,總結(jié),上頁,首頁,第二節(jié) 半導體二極管,PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?二極管的伏安特性,二極管的主要參數(shù),穩(wěn)壓管,總目錄,下頁,1. PN結(jié)中載流子的運動,空間電荷區(qū),內(nèi)電場,UD,即PN結(jié)，又稱耗盡層。,最終擴散(diffusion)運動

8、與漂移(drift)運動達到動態(tài)平衡，PN結(jié)中總電流為零。,內(nèi)電場又稱阻擋層，阻止擴散運動，卻有利于漂移運動。,硅約為（0.60.8）V鍺約為（0.20.3）V,一、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?下頁,上頁,首頁,正向電流,外電場削弱了內(nèi)電場，有利于擴散運動，不利于漂移運動。,空間電荷區(qū)變窄,2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦?加正向電壓,內(nèi)電場,UD - U,外電場,稱為正向接法或正向偏置（簡稱正偏）forward bias,PN結(jié)處于正向?qū)?on)狀態(tài)，正向等效電阻較小。,空間電荷區(qū),擴散電流大于漂移電流，在回路中形成正向電流I。,稱為反向接法或反向偏置（簡稱反偏）,一定溫度下， E 超過某一值后 I 飽

9、和，稱為反向飽和電流 IS 。,反向電流非常小，PN結(jié)處于截止(cut-off)狀態(tài)。,加反向電壓,IS 對溫度十分敏感。,下頁,上頁,首頁,二、二極管的伏安特性,二極管：在PN結(jié)上加上管殼和引線， 陽極從P區(qū)引出，陰極從N區(qū)引出。,1. 二極管的類型 從材料分：硅二極管和鍺二極管。 從管子的結(jié)構(gòu)分：,點接觸型二極管，工作電流小，可在高頻下工作，適用于檢波和小功率的整流電路。 面接觸型二極管，工作電流大，只能在較低頻率下工作，可用于整流。 開關型二極管，在數(shù)字電路中作為開關管。,下頁,上頁,首頁,正向特性,死區(qū)電壓,Is,UBR,反向特性,+,-,UD,I,2. 二極管的伏安特性,下頁,上頁,

10、首頁,動畫,當正向電壓超過死區(qū)電壓后， 二極管導通, 電流與電壓關系近似指數(shù)關系。,硅二極管為0.7V左右 鍺二極管為0.2V左右,硅二極管為0.5V左右 鍺二極管為0.1V左右,死區(qū)電壓：,導通壓降：,正向特性,下頁,上頁,首頁,反偏時，反向電流值很小， 反向電阻很大， 反向電壓超過UBR則被擊穿。,IS,反向特性,UBR,結(jié)論：二極管具有單向?qū)щ娦?，正向?qū)ǎ聪蚪刂埂?二極管方程：,反向飽和電流,反向擊穿電壓,若|U| UT則 I - IS,式中： IS為反向飽和電流 UT 是溫度電壓當量， 常溫下UT近似為26mV。,反向特性,下頁,上頁,首頁,三、二極管的主要參數(shù),最大整流電流 IF

11、 指二極管長期運行時， 允許通過管子的最大正向平均電流。 IF的數(shù)值是由二極管允許的溫升所限定。 最高反向工作電壓 UR 工作時加在二極管兩端的反向電壓不得超過此值， 否則二極管可能被擊穿。 為了留有余地，通常將擊穿電壓UBR的一半定為UR 。,下頁,上頁,首頁,室溫條件下，在二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時， 流過管子的反向電流。 IR值愈小，說明二極管的單向?qū)щ娦杂谩?IR受溫度的影響很大。 最高工作頻率 fM fM值主要決定于結(jié)結(jié)電容的大小。 結(jié)電容愈大，則二極管允許的最高工作頻率愈低。,下頁,上頁,反向電流 IR,首頁,二極管除了具有單向?qū)щ娦砸酝猓?還具有一定的電容效應。,原因：二極

12、管兩端的電壓變化， PN結(jié)中 存儲的電量也產(chǎn)生變化，如同電容器一樣。 這種電容效應用PN結(jié)的結(jié)電容來表示。,下頁,上頁,首頁,例1.2.1已知Ui = Umsin t ，畫出uo和uD的波形。設二極管的正向壓降和反向電流可以忽略。,Um,ui 0 時二極管導通， uo = ui uD = 0,ui 0 時二極管截止， uD = ui uo = 0,-Um,下頁,上頁,首頁,例1.2.2 二極管可用作開關,正向偏置，相當于開關閉合。,反向偏置，相當于開關斷開。,下頁,上頁,首頁,四、穩(wěn)壓管,穩(wěn)壓管實質(zhì)上也是一種二極管，但通常工作在反向擊穿區(qū)。 與二極管不同之處： 1.采用特殊工藝，擊穿狀態(tài)不致?lián)p

13、壞； 2.擊穿是可逆的。 特性曲線如下圖所示：,U,I,值很小,有穩(wěn)壓特性,陰極,陽極,下頁,上頁,首頁,1. 穩(wěn)定電壓UZ，穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時的工作電壓。 2. 穩(wěn)定電流Iz ，穩(wěn)壓管正常工作時的參考電流。 3. 動態(tài)內(nèi)阻rz ，穩(wěn)壓管兩端電壓和電流的變化量之比。 rz= U / I rz 越小，穩(wěn)壓效果越好。 4. 電壓的溫度系數(shù)U，穩(wěn)壓管電流不變時， 環(huán)境溫度每變化1時所引起的穩(wěn)定電壓變化的百分比。 5. 額定功耗Pz ，最大穩(wěn)定電流流過穩(wěn)壓管時消耗的功率。,主要參數(shù)：,下頁,上頁,首頁,使用穩(wěn)壓管組成穩(wěn)壓電路時的注意事項：,穩(wěn)壓管必須工作在反向擊穿區(qū)， 穩(wěn)壓管應與負載RL并聯(lián)，

14、必須限制流過穩(wěn)壓管的電流IZ ，通過接入一個限流電阻R來調(diào)節(jié)IZ的大小。,下頁,上頁,首頁,例1.2.3 電路如圖所示，已知UImax= 15V， UImin= 10V IZmax= 50mA， IZmin= 5mA，RLmax= 1k，RLmin= 600 UZ= 6V, 對應UZ= 0.3V。 求rZ ，選擇限流電阻R。,下頁,上頁,首頁,解：,IZ =IR - Io,=,UI - UZ,R,-,UZ,RL,IZmax ,UImax - UZ,R,-,UZ,RLmax,IZmin ,UImin - UZ,R,-,UZ,RLmin,rZ =,IZ,UZ,= 6.7,IZ = IZmax -

15、IZmin = 45mA,下頁,上頁,首頁,U,U,U,U,例1.2.4 有兩個穩(wěn)壓管 VD1 和 VD2 ，它們的穩(wěn)壓值為UZ1 = 6V，UZ2 = 8V，正向?qū)▔航稻鶠?UD = 0.6 V，將它們串聯(lián)可得到幾種穩(wěn)壓值。,U=UD+UD = 1.2V,U=UZ1+UD = 6.6V,U =UZ1+UZ2 = 14V,U=UD+UZ2 = 8.6V,下頁,上頁,首頁,第三節(jié) 雙極型結(jié)三極管,三極管的結(jié)構(gòu),三極管中載流子的運動和電流分配關系,三極管的特性曲線,三極管的主要參數(shù),總目錄,下頁,半導體三極管 晶體管 (transistor) 雙極型三極管或簡稱三極管,制作材料：,分類 ：,它們

16、通常是組成各種電子電路的核心器件。,雙極結(jié)型三極管 BJT, 又稱為 ：,硅或鍺,NPN型 PNP型,下頁,上頁,首頁,一、 三極管的結(jié)構(gòu),三個區(qū),NPN型三極管的結(jié)構(gòu)和符號,N P N,實現(xiàn)放大的外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電極反向偏置。,實現(xiàn)放大的 內(nèi)部條件,一、 三極管的結(jié)構(gòu),PNP型三極管的結(jié)構(gòu)和符號,下頁,上頁,首頁,發(fā)射極電流,二、三極管中載流子的運動和電流分配關系,發(fā)射: 發(fā)射區(qū)大量電子向基區(qū)發(fā)射。,2. 復合和擴散： 電子在基區(qū)中復合擴散。,3. 收集： 將擴散過來的電子收集到集電極。,同時形成反向飽和電流ICBO 。,IE,IC,IB,ICN,IEN,IBN,ICBO,集電極

17、電流,基極電流,下頁,上頁,首頁,動畫,（以NPN型三極管為例進行討論。）,IC = ICN + ICBO IE = ICN + IBN,當ICBO IC時，可得,IEN = ICN + IBN,IE = IEN,IE = IC + IB,下頁,上頁,將 代入IC = ICN + ICBO 得,首頁,將IE = IC + IB,可得,當ICEO IC時，可得,ICEO =（ 1+ ）ICBO,IE = IC + IB,IC IB,IE =（ 1+ ）IB,ICEO稱為穿透電流。,下頁,上頁,首頁,三、三極管的特性曲線,1. 輸入特性,UCE=0V,UCE=2V,當UCE大于某一數(shù)值后，各條輸入

18、特性十分密集， 通常用UCE 1時(如UCE =2)的一條輸入特性來代表。,下頁,上頁,首頁,2. 輸出特性,IC=f(UCE),IB=常數(shù),飽和區(qū),放 大 區(qū),截止區(qū)： IB 0的區(qū)域，IC 0 ， 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都反偏。,2. 放大區(qū)： 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏 =iC /iB,3. 飽和區(qū)： 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏，UCE較小，IC 基本不隨IB 而變化。 當UCE = UBE 時，為臨界飽和；當UCE UBE 時達到飽和。,截止區(qū),下頁,上頁,首頁,動畫,發(fā)射結(jié)反向偏置, 集電結(jié)反向偏置, 三極管工作在截止區(qū), 可調(diào)換 EB 極性。,發(fā)射結(jié)反向偏置, 三極管工作在截止區(qū), 可調(diào)換 EC 極

19、性, 或?qū)T更換為PNP型。,兩PN結(jié)均正偏三極管工作在飽和區(qū)。,例1.3.1 判斷圖示各電路中三極管的工作狀態(tài)。,下頁,上頁,首頁,EB = IB Rb + UBE,IB,IC,IB = 46.5 A, IB = 2.3 mA,假設三極管飽和， UCES = 0.3 V,則,ICS =,EC - UCES,Rc,= 4.85 mA, IB ICS,假設不成立， 三極管工作在放大區(qū)。,或者,IC = IB = 2.3 mA,UCE = EC - IC Rc = 5.4 V,發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏， 三極管工作在放大區(qū)。,下頁,上頁,首頁,EB = IB Rb + UBE,IB,IC,IB =

20、 465 A, IB = 23 mA,假設三極管飽和， UCES = 0.3 V,則,ICS =,EC - UCES,Rc,= 4.85 mA, IB ICS,假設成立， 三極管工作在飽和區(qū)。,或者,IC = IB = 23 mA,UCE = EC - IC Rc = -36 V,發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)正偏， 三極管工作在飽和區(qū)。,下頁,上頁,首頁,四、 三極管的主要參數(shù),共基電流放大系數(shù),1. 電流放大系數(shù),共射電流放大系數(shù), 和 滿足,或,2. 反向飽和電流,集電極和基極之間的反向飽和電流 ICBO,集電極和發(fā)射極之間的穿透電流 ICEO,兩者滿足,下頁,上頁,首頁,說明：這兩個反向飽和電流越小

21、，表明三極管的質(zhì)量越好。,3. 極限參數(shù),a. 集電極最大允許電流 ICM,三極管的安全工作區(qū),過流區(qū),集射反向擊穿電壓U(BR)CEO,集基反向擊穿電壓U(BR)CBO,ICUCE=PCM,過壓區(qū),安 全 工作區(qū),ICM,U(BR)CEO,c. 極間反向擊穿電壓,b. 集電極最大允許耗散功率 PCM,下頁,上頁,首頁,五、 PNP型三極管,PNP型三極管的放大原理與NPN型基本相同， 但外加電源的極性相反。,NPN型三極管,PNP型三極管,練習題,在某放大電路中測得三極管三個極的靜態(tài)電位分別為0V、10V和9.3V，試判斷 （1）該管為 NPN管，還是PNP管？ （2）該管為 硅管，還是鍺管

22、？,答案：（1）NPN管 （2）硅管,練習題-續(xù),某放大電路中BJT的三個電極A、B、C的電流如圖，用萬用表直流電流檔測得IA-2mA，IB-0.04mA，IC+2.04mA， （1）試分析A、B、C中哪個是基極b、發(fā)射級e、集電極c。 （2）說明此管是NPN管還是PNP管。,答案：（1）B是基極b，C是發(fā)射極e，A是集電極c； （2） NPN管,練習題-續(xù),測得某放大電路中BJT的三個電極A、B、C的對地電位分別為VA-9V，VB-6V，VC-6.2V， （1）試分析A、B、C中哪個是基極b、發(fā)射級e、集電極c。 （2）該管為 NPN管，還是PNP管？ （3）該管為 硅管，還是鍺管？,答案：

23、（1）C是基極b，B是發(fā)射極e，A是集電極c； （2） PNP管 （3） 鍺管,第四節(jié) 場效應三極管,結(jié)型場效應管,絕緣柵場效應管,場效應管的主要參數(shù),下頁,總目錄,場效應三極管(Field Effect Transistor , FET)中參與導電的只有一種極性的載流子（多數(shù)載流子），故稱為單極型三極管。這種管子是利用電場效應來控制電流大小的。場效應三極管簡稱為場效應管。,分類：,結(jié)型場效應管 (JFET),絕緣柵場效應管（MOS場效應管、MOSFET）,增強型,耗盡型,N溝道,P溝道,N溝道,N溝道,P溝道,P溝道,一、結(jié)型場效應管,1. 結(jié)構(gòu),N型溝道,N溝道結(jié)型場效應管的結(jié)構(gòu)和符號,柵

24、極,漏極,源極,2. 工作原理,UGS = 0,UGS 0,UGS = UGS(off), 當UDS = 0 時， UGS 對耗盡層和導電溝道的影響。,ID=0,ID=0,耗盡層變寬，導電溝道變窄,耗盡層合攏在一起，導電溝道被夾斷,ID,IS,ID,IS,UDS0，產(chǎn)生漏極電流ID,UDS 增大，但UDG | UGS(off)|, 當UGS(off) UGS 0 時，UDS 對耗盡層和 ID 的影響。,耗盡層出現(xiàn)不等寬,ID 增大，耗盡層不等寬情況加劇。,下頁,上頁,首頁,UDS 增大，當UDG= |UGS(off)|時，耗盡層開始合攏， 導電溝道預夾斷。,達到預夾斷后，繼續(xù)增大UDS ，夾斷

25、部分將延長， ID 不再隨UDS 的增大而增大，達到基本恒定。,下頁,上頁,首頁,ID,IS,ID,IS,UGS=0，耗盡層較窄，溝道較寬，ID 較大。,UGS 0，耗盡層變寬,(3) 當UDS 0 時， UGS 對耗盡層和 ID 的影響。,耗盡層出現(xiàn)不等寬。,溝道變窄， ID 減小。,下頁,上頁,首頁,當UGS UGS(off)時， ID 0， 導電溝道夾斷。,下頁,上頁,首頁,截止區(qū)： UGS UGS(off) ，導電溝道被夾斷，不能導電。,（1）輸出特性,ID=f（UDS）|UGS=常數(shù),預夾斷軌跡,恒流區(qū),擊穿區(qū),|UGS(off)|,IDSS,|UGS-UDS|= |UGS(off)

26、|,可變電阻區(qū)： ID 與UDS 基本上線性關系， 但不同的UGS 其斜率不同。,恒流區(qū)：又稱飽和區(qū)， ID 幾乎不隨UDS 變化， ID 的值受UGS 控制。,N溝道結(jié)型場效應管的輸出特性,擊穿區(qū)：反向偏置的PN結(jié)被擊穿， ID 電流突然增大。,截止區(qū),3. 特性曲線,（2）轉(zhuǎn)移特性,ID = f（UGS）|UDS=常數(shù),溝道結(jié)型場效應管轉(zhuǎn)移特性,IDSS,UGS(off),飽和漏極電流,柵源間加反向電壓 UGS 0 柵極基本不取電流，輸入電阻很高。,下頁,上頁,首頁,二、絕緣柵場效應管,1. N溝道增強型MOS場效應管,. 結(jié)構(gòu),P型襯底,B,鋁,P襯底雜質(zhì)濃度較低， 引出電極用B表示。,

27、N+兩個區(qū)雜質(zhì)濃度很高， 分別引出源極和漏極。,柵極與其它電極是絕緣的，通常襯底與源極在管子內(nèi)部連接在一起。,下頁,上頁,首頁,在源極和漏極的二氧化硅上面引出柵極。,. 工作原理,當UGS 增大到一定值時， 形成一個N型導電溝道。,N型溝道,導電溝道的形成,假設UDS = 0 ，同時UGS 0,靠近二氧化硅的一側(cè)產(chǎn)生耗盡層， 若增大UGS ，則耗盡層變寬。,又稱之為反型層。,導電溝道隨UGS 增大而增寬。,下頁,上頁,首頁,開啟電壓：用UGS(th)表示。,UDS對導電溝道、ID的影響,UGS為某一個大于UGS(th)的固定值，在漏極和源極之間加正電壓，且UDS UGS(th) 則有電流ID

28、產(chǎn)生，,ID,當UDS 增大到UDS =UGS - UGS(th) 即UGD = UGS - UDS = UGS(th) 時， 溝道被預夾斷。,使導電溝道出現(xiàn)不等寬。,當UDS 增大時，ID隨之增大，導電溝道不等寬情況加劇。,繼續(xù)增大UDS ，溝道夾斷區(qū)延長， ID 基本不變，到達飽和 。,. 特性曲線,IDO,UGS(th),2UGS(th),預夾斷軌跡,恒流區(qū),當UGS UGS(th)時。,轉(zhuǎn)移特性曲線可近似用以下公式表示：,2. N溝道耗盡型MOS場效應管,預先在二氧化硅中摻入大量的正離子， 使UGS = 0 時，也能產(chǎn)生N型導電溝道。 當uDS0時，有一個較大的漏極電流ID。 當UGS

29、 0 時，溝道變寬，ID 增大。,下頁,上頁,首頁,耗盡型： UGS = 0 時有導電溝道。 增強型： UGS = 0 時無導電溝道。,特性曲線,IDSS,UGS(off),預夾斷軌跡,恒流區(qū),IDSS,3. 場效應管工作原理總結(jié),（1）P溝道MOS場效應管的工作原理與N溝道的類似；符號也與N溝道的類似，但B上箭頭的方向相反。 （2）說明：結(jié)型場效應管（JFET）與絕緣柵場效應管（ MOSFET ）的工作原理是不同的。 JFET是利用PN結(jié)反向電壓對耗盡層厚度的控制，來改變導電溝道的寬窄，從而控制漏極電流的大小。 而MOSFET則是利用柵源電壓來控制半導體表面感應電荷的多少，以改變由這些感應電

30、荷形成的導電溝道的狀況，從而控制漏極電流的大小。 （3）各種場效應管的符號與特性曲線見教材P28頁表1-1。要求能夠根據(jù)符號和特性曲線的特點判斷出場效應管的類型。,例1.4.1,已知某FET的輸出特性如圖所示，試判別它的類型（ P溝道或N溝道，增強型或耗盡型，結(jié)型(JFET)或絕緣柵型(MOSFET) ）。,答案：（1）N溝道耗盡型MOSFET,例1.4.2,下圖所示的FET的轉(zhuǎn)移特性，請分別說明各屬于何種類型（ P溝道或N溝道，增強型或耗盡型，結(jié)型(JFET)或絕緣柵型(MOSFET) ） 。如果是增強型，說明它的開啟電壓UGS(th) (VT)？如果是耗盡型，說明它的夾斷電壓UGS(off

31、) (VP)？（圖中iD的假定正向為流進漏極）。,答案：P溝道增強型MOSFET，其UGS(th) (VT)-4V。,UGS(th),三、 場效應管的主要參數(shù),1. 直流參數(shù),. 飽和漏極電流 IDSS 是耗盡型場效應管的一個重要參數(shù)。 它的定義是當柵源之間的電壓uGS等于零， 而漏源之間的電壓uDS大于夾斷電壓時對應的漏極電流。,. 夾斷電壓 UGS(off) 是耗盡型場效應管的一個重要參數(shù)。 其定義是當uDS一定時， 使iD減小到某一個微小電流時所需的uGS值。,下頁,上頁,首頁,. 開啟電壓 UGS(th) UGS(th)是增強型場效應管的一個重要參數(shù)。 其定義是當uDS一定時， 使漏極電流達到某一數(shù)值時所需加的uGS值。,. 直流輸入電阻 RGS 柵源之間所加電壓與產(chǎn)生的柵極電流之比。 由于柵極基本不取電流，因此其輸入電阻很高。 結(jié)型場效應管的RGS一般在107以上， 絕緣柵場效應管的RGS更高，一般大于109。,下頁,上頁,首頁,2. 交流參