第01章 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)

1、 第一章第一章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第一章半導(dǎo)體器件第一章半導(dǎo)體器件 1.1半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的特性 1.2半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 1.3雙極結(jié)型三極管雙極結(jié)型三極管 1.4場(chǎng)效應(yīng)三極管場(chǎng)效應(yīng)三極管1.1 半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的特性導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體：導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體導(dǎo)體，金，金屬一般都是導(dǎo)體。屬一般都是導(dǎo)體。)10(4cm絕緣體：絕緣體：幾乎不導(dǎo)電的物質(zhì)稱為幾乎不導(dǎo)電的物質(zhì)稱為絕緣體絕緣體，如橡皮、，如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。陶瓷、塑料和石英等。)10(9cm半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能

2、介于導(dǎo)體和絕緣體之間物質(zhì)稱為導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間物質(zhì)稱為半導(dǎo)體半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。等。半導(dǎo)體半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有的導(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)。例如：不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如： 當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能 力明顯變化。力明顯變化。 往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使 它的導(dǎo)電能力明顯改變。它的導(dǎo)電能力明顯改變。一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeSi通過(guò)一定的工藝過(guò)程，可以將半導(dǎo)體

3、制成通過(guò)一定的工藝過(guò)程，可以將半導(dǎo)體制成晶體晶體（具有空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的固體（具有空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的固體 ）。）?，F(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅（原子現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅（原子序數(shù)序數(shù)14）和鍺（原子序數(shù)）和鍺（原子序數(shù)32），它們的最外層電子），它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。（價(jià)電子）都是四個(gè)。1.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)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。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，而四體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)

4、其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相個(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之間形成臨的原子之間形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵，共用一對(duì)，共用一對(duì)價(jià)電子價(jià)電子。硅和鍺的晶硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：體結(jié)構(gòu)：硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共共價(jià)鍵共用電子對(duì)用電子對(duì)+4+4+4+4+4表示除表示除去價(jià)電子去價(jià)電子后的原子后的原子共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為為自由電子自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，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)

5、電能力很弱。所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是形成共價(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)。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)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。則排列，形成晶體。+4+4+4+4二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在絕對(duì)在絕對(duì) 0 度（度（T=0 K）和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí)）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)價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有可以自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即有可以自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子載流子），它），它的導(dǎo)電能力為的導(dǎo)電能力為 0，相當(dāng)于絕緣體。，相當(dāng)于

6、絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲在常溫下，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，成為得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電自由電子子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴空穴。1載流子、自由電子和空穴載流子、自由電子和空穴+4+4+4+4束縛電子束縛電子自由電子自由電子空穴空穴2本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4在其它力的作用下，空在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來(lái)填穴吸引附近的電子來(lái)填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移遷移相當(dāng)于正電荷的

7、移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。是載流子。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。自由電子和空穴總是成對(duì)出。自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)的，稱為現(xiàn)的，稱為電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)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)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，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度 ( ni、pi

8、 )本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：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。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?？昭ㄒ苿?dòng)產(chǎn)生的電流。如對(duì)硅材料，如對(duì)硅材料，T每升高每升高 8 ，ni 增加一倍；增加一倍；對(duì)鍺材料，對(duì)鍺材料，T每升高每升高12 ，ni 增加一倍。增加一倍。1.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，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。雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：空穴濃

9、度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為也稱為空穴半導(dǎo)體空穴半導(dǎo)體。N 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為也稱為電子半導(dǎo)體電子半導(dǎo)體。一、一、N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷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（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，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，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，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)

10、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，稱為子給出一個(gè)電子，稱為施主原子施主原子。+4+4+5+4多余多余電子電子磷原子磷原子N 型半導(dǎo)體中的型半導(dǎo)體中的載流子是什么？載流子是什么？1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。2、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于

11、空穴濃度。自由電子稱為由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流多數(shù)載流子子（多子多子），空穴稱為），空穴稱為少數(shù)載流子少數(shù)載流子（少子少子）。）。二、二、P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼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)（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)，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)，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)使得硼原子成為

12、不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為原子接受電子，所以稱為受主原子受主原子。+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子P 型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要在雜質(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。主要取決于溫度。對(duì)于雜質(zhì)半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，無(wú)論是對(duì)于雜質(zhì)半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，無(wú)論是P型還是型還是N型型半導(dǎo)體，總體上仍呈中性。半導(dǎo)體，總體上仍呈中性。三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的簡(jiǎn)化表示法三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的簡(jiǎn)化表示法P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+N

13、 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體雜質(zhì)型半導(dǎo)體中多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。雜質(zhì)型半導(dǎo)體中多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。1.2.1 PN 結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?1.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管一、一、PN 結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P 型半導(dǎo)型半導(dǎo)體和體和N 型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，在它們的型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了交界面處就形成了PN 結(jié)。結(jié)。P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型

14、半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬，荷區(qū)越寬，內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。間電荷區(qū)變薄。空間電荷區(qū)，空間電荷區(qū)，也稱耗盡層。也稱耗盡層。漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)E所以當(dāng)擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡所以當(dāng)擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)

15、區(qū)之間沒(méi)有凈電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒(méi)有凈電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。區(qū)的厚度固定不變。+空間電空間電荷區(qū)荷區(qū)N型區(qū)型區(qū)P型區(qū)型區(qū)電位電位UUD一般，空間電荷區(qū)很薄，其寬度約為幾微米到幾十微米。一般，空間電荷區(qū)很薄，其寬度約為幾微米到幾十微米。UD為電位壁壘（勢(shì)壘），硅材料約為（為電位壁壘（勢(shì)壘），硅材料約為（0.60.8）V， 鍺材料約為（鍺材料約為（0.20.3）V1、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。注意注意:2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P 區(qū)中的空穴及區(qū)中的空穴及N區(qū)中的電子（區(qū)中的電子（都是多子都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（）向?qū)Ψ?/p>

16、運(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)動(dòng)）。）。3、P 區(qū)中的電子和區(qū)中的電子和N 區(qū)中的空穴（區(qū)中的空穴（都是少子都是少子）數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。 二、二、 PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦哉蚱茫ㄕ┱蚱茫ㄕ篜N 結(jié)加上結(jié)加上正向電壓正向電壓（P 區(qū)加區(qū)加正電壓、正電壓、N 區(qū)加負(fù)電壓）。區(qū)加負(fù)電壓）。反向偏置（反偏）反向偏置（反偏）：PN 結(jié)加上結(jié)加上反向電壓反向電壓（P 區(qū)加區(qū)加負(fù)電壓、負(fù)電壓、N 區(qū)加正電壓）。區(qū)加正電壓）。+RE1、PN 結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)

17、散加強(qiáng)，能夠形的擴(kuò)散加強(qiáng)，能夠形成較大的擴(kuò)散電流。成較大的擴(kuò)散電流。 PN 結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。2、PN 結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置+內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反限，只能形成較小的反向電流，向電流，PN 結(jié)處于截結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)?？梢?jiàn)止?fàn)顟B(tài)?？梢?jiàn)PN 結(jié)具結(jié)具有單向?qū)щ娦杂袉蜗驅(qū)щ娦?。RE1.2.2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線

18、引線外殼線外殼線觸絲線觸絲線基片基片點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型PN結(jié)結(jié)面接觸型面接觸型PN二極管的電路符號(hào)：二極管的電路符號(hào)：UI 二、伏安特性二、伏安特性死區(qū)電壓，硅管死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管，鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: 硅硅管管0.60.7V,鍺鍺管管0.20.3V。反向擊穿反向擊穿電壓電壓UBR反向飽和電流反向飽和電流 IS（很小，（很小， A級(jí)）級(jí)） 1、正向特性、正向特性只有當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓超過(guò)只有當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓死區(qū)電壓值值時(shí)，正向電流才明顯增大。時(shí)，正向電流才明顯增大。2、反向特性、反向特性當(dāng)二極管加上反向電壓時(shí)，反向電流值很小，當(dāng)反當(dāng)二極管加上反

19、向電壓時(shí)，反向電流值很小，當(dāng)反向電壓超過(guò)零點(diǎn)幾伏后，反向電流達(dá)到飽和值向電壓超過(guò)零點(diǎn)幾伏后，反向電流達(dá)到飽和值IS 。當(dāng)反向電壓超過(guò)反向擊穿電壓當(dāng)反向電壓超過(guò)反向擊穿電壓UBR時(shí)，反向電流急時(shí)，反向電流急劇增大，發(fā)生擊穿現(xiàn)象。二極管擊穿以后，不再具有單劇增大，發(fā)生擊穿現(xiàn)象。二極管擊穿以后，不再具有單向?qū)щ娦浴Ｏ驅(qū)щ娦浴?、PN結(jié)伏安特性表達(dá)式結(jié)伏安特性表達(dá)式二極管方程二極管方程) 1(/TUUSeIIUT 是是溫度的電壓當(dāng)量溫度的電壓當(dāng)量，常溫（，常溫（300K）下）下 UT 26 mV三、靜態(tài)電阻三、靜態(tài)電阻Rd ，動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rDUQIQUS+-RiuIQUQQ靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q（

20、UQ ，IQ ）靜態(tài)電阻靜態(tài)電阻 ：Rd=UQ/ /IQ（非線性）（非線性）動(dòng)態(tài)電阻：動(dòng)態(tài)電阻：rD = UQ/ / IQ 在工作點(diǎn)在工作點(diǎn)Q附近，動(dòng)態(tài)電阻近似為線性，附近，動(dòng)態(tài)電阻近似為線性，故動(dòng)態(tài)電阻又稱為故動(dòng)態(tài)電阻又稱為微變等效電阻微變等效電阻1.2.3 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)1. 最大整流電流最大整流電流 IF二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許通過(guò)管子的最大正向平二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許通過(guò)管子的最大正向平均電流。均電流。2. 最高反向工作電壓最高反向工作電壓UR二極管反向擊穿時(shí)，反向電流劇增，二極管的二極管反向擊穿時(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。通常將單向?qū)щ?/p>

21、性被破壞，甚至過(guò)熱而燒壞。通常將UBR 的一半定義為最高反向工作電壓的一半定義為最高反向工作電壓UR 。3. 反向電流反向電流 IR指在室溫條件下，在二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓指在室溫條件下，在二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時(shí)流過(guò)管子的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)r(shí)流過(guò)管子的反向電流。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，電性差，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。向電流要比硅管大幾十到幾百倍。4.最高工作

22、頻率最高工作頻率 fM 主要決定于主要決定于PN結(jié)電容的大小，結(jié)電容越大，則二極管結(jié)電容的大小，結(jié)電容越大，則二極管允許的最高工作頻率越低。允許的最高工作頻率越低。上述三個(gè)參數(shù)均為二極管的上述三個(gè)參數(shù)均為二極管的直流參數(shù)直流參數(shù)。二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦裕饕獞?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。要應(yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。*1.2.4 二極管的電容效應(yīng)二極管的電容效應(yīng)二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢(shì)壘電勢(shì)壘電容容Cb和和擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容Cd。勢(shì)壘電容：勢(shì)壘電容：勢(shì)壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)

23、電壓變化時(shí)，勢(shì)壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)電壓變化時(shí)，就會(huì)引起積累在勢(shì)壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的就會(huì)引起積累在勢(shì)壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是電容是勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容。Cb=S/l ，S為結(jié)面積，為結(jié)面積，l 為耗盡層寬度。為耗盡層寬度。擴(kuò)散電容：擴(kuò)散電容：為了形成正向電流（擴(kuò)為了形成正向電流（擴(kuò)散電流），注入散電流），注入 P 區(qū)的少子（電子）區(qū)的少子（電子）在在 P 區(qū)有濃度差，越靠近區(qū)有濃度差，越靠近 PN 結(jié)濃結(jié)濃度越大，即在度越大，即在 P 區(qū)有電子的積累。區(qū)有電子的積累。同理，在同理，在 N 區(qū)有空穴的積累。正向區(qū)有空穴的積累。正向電流大，積累的電荷多。這樣所產(chǎn)

24、電流大，積累的電荷多。這樣所產(chǎn)生的電容就是擴(kuò)散電容生的電容就是擴(kuò)散電容Cd。P+-NPN結(jié)總的結(jié)電容：結(jié)總的結(jié)電容： Cj = Cb + Cd Cb 在正向和反向偏置時(shí)均不能忽略。而反向偏置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)散電容時(shí)，由于載流子數(shù)目很少，擴(kuò)散電容Cd可以忽略?？梢院雎?。PN 結(jié)高頻小信號(hào)時(shí)的等效電路結(jié)高頻小信號(hào)時(shí)的等效電路：勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng)容的綜合效應(yīng)rd二極管：二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓= 0 .5V，正向壓降，正向壓降 0.7 V(硅二極管硅二極管) 理想二極管：理想二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓= 0 ，正向壓降，正向壓

25、降 = 0 RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例二極管的應(yīng)用舉例1：二極管半波整流二極管半波整流二極管的應(yīng)用舉例二極管的應(yīng)用舉例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo1.2.5 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管（工作在反向擊穿區(qū)的二極管）（工作在反向擊穿區(qū)的二極管）UIIZIZmax UZ IZ穩(wěn)壓穩(wěn)壓誤差誤差曲線越陡，曲線越陡，電壓越穩(wěn)定電壓越穩(wěn)定-+UZ動(dòng)態(tài)內(nèi)阻：動(dòng)態(tài)內(nèi)阻：ZZIUZrrZ越越小，穩(wěn)壓小，穩(wěn)壓性能越好。性能越好。（4）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流最大、最小穩(wěn)定電流IZmax、IZmin。（5）額定功耗）額定功耗 PZ 與最大允許功耗與最大允許功耗 PZM maxZZ

26、ZMIUP穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 UZ（2）電壓溫度系數(shù)）電壓溫度系數(shù) U（%/） 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)內(nèi)阻）動(dòng)態(tài)內(nèi)阻ZZIUZr注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1. 應(yīng)保證穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)；應(yīng)保證穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)；2. 穩(wěn)壓管應(yīng)與負(fù)載電阻并聯(lián)；穩(wěn)壓管應(yīng)與負(fù)載電阻并聯(lián)；3. 流過(guò)穩(wěn)壓管的電流不能超過(guò)規(guī)定值。流過(guò)穩(wěn)壓管的電流不能超過(guò)規(guī)定值。穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例uoiZDZRiLiuiRL穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù)穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):負(fù)載電阻負(fù)載電阻 。要求要求當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生生 2

27、0%波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓基本不變。波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓基本不變。解：令輸入電壓達(dá)到上限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為解：令輸入電壓達(dá)到上限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為Izmax求：求：電阻電阻 R 和輸入電壓和輸入電壓 ui 的正常值。的正常值。mA25maxLZWzRUIi102521RUiRu.zWi方程方程1KRL2mAImAIVUZZZW52010minmax，令輸入電壓降到下限令輸入電壓降到下限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為流為Izmin 。mA10minLZWzRUIi101080RUiRu.zWi方程方程2uoiZDZRiLiuiRL聯(lián)立方程聯(lián)立方程1、2，可解得：，可解得：k50V7518

28、.R,.ui1.2.6 其他二極管其他二極管 1）光電二極管）光電二極管反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。IU照度增加照度增加2） 發(fā)光二極管發(fā)光二極管有正向電流流過(guò)時(shí)，發(fā)出有正向電流流過(guò)時(shí)，發(fā)出一定波長(zhǎng)范圍的光，目前的一定波長(zhǎng)范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見(jiàn)波段的光，它的電特性與見(jiàn)波段的光，它的電特性與一般二極管類似。一般二極管類似。1.3 雙極結(jié)型晶體管（雙極結(jié)型晶體管（BJT）1.3.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的結(jié)構(gòu)及類型二氧化硅二氧化硅ebcNNP(a) 平面型平面型PPNebc(b) 合金型合金型BECNNP基極基極發(fā)

29、射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極BCEPNP型型BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：與集電區(qū)：與基區(qū)的接觸基區(qū)的接觸面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)集電區(qū)集電區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)1.3.2 晶體管的放大作用和載流子的運(yùn)動(dòng)晶體管的放大作用和載流子的運(yùn)動(dòng)1內(nèi)部條件：內(nèi)部條件： （1）發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，因而其中的多子濃度）發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，因而其中的多子濃度 很高；很高；（2）基區(qū)很薄（幾微米到幾十微米）且摻雜

30、較）基區(qū)很?。◣孜⒚椎綆资⒚祝┣覔诫s較 少，故其中的多子濃度很低。少，故其中的多子濃度很低。2外部條件：外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。晶體管實(shí)現(xiàn)放大的條件晶體管實(shí)現(xiàn)放大的條件載流子的運(yùn)動(dòng)載流子的運(yùn)動(dòng)BECNNPEBRBECIE進(jìn)入進(jìn)入P區(qū)的電子區(qū)的電子少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成空穴復(fù)合，形成電流電流IBE ，多數(shù)，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。擴(kuò)散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電形成發(fā)射極電流流IE 。IBE基區(qū)空穴基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可的擴(kuò)散可忽略。忽略。BECNNPEBRBECIE

31、集電結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，有少子形成的有少子形成的反向飽和電流反向飽和電流ICBO。ICBOIC =ICE+ICBO ICEIBEICE外電場(chǎng)阻止集外電場(chǎng)阻止集電區(qū)的電子向電區(qū)的電子向基區(qū)運(yùn)動(dòng)，但基區(qū)運(yùn)動(dòng)，但將基區(qū)中擴(kuò)散將基區(qū)中擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子收過(guò)來(lái)的電子收集到集電極而集到集電極而形成形成ICE。IB=IBE- -ICBO IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC =ICE+ICBO ICEIBEIE=IB + +IC = IBE + + ICEICE與與IBE之比稱為之比稱為共射直流電流放大倍數(shù)共射直流電流放大倍數(shù)BCCBOBCBOCBECEIIIIIIIIICE與與IE之比稱為

32、之比稱為共基直流電流放大倍數(shù)共基直流電流放大倍數(shù))99. 095. 0(ECECEIIII)(1幾百幾十（請(qǐng)自己進(jìn)行推導(dǎo)）（請(qǐng)自己進(jìn)行推導(dǎo)）要使三極管能放大電流，必須使要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏正偏，集電結(jié)反偏。當(dāng)三極管的基極電流當(dāng)三極管的基極電流IB有一微小的變化時(shí)，有一微小的變化時(shí)，相應(yīng)的集電極電流相應(yīng)的集電極電流IC =IB將發(fā)生較大的變化，將發(fā)生較大的變化，即即三極管具有電流放大作用三極管具有電流放大作用。通常將集電極電流與基極電流的變化量之通常將集電極電流與基極電流的變化量之比定義為三極管的比定義為三極管的共射電流放大系數(shù)共射電流放大系數(shù) ，而將而將集電

33、極電流與發(fā)射極電流的變化量之比定義為集電極電流與發(fā)射極電流的變化量之比定義為三極管的三極管的共基電流放大系數(shù)共基電流放大系數(shù) BCIIECII11穿透電流：穿透電流：CBOCEOII)1 (（請(qǐng)自己進(jìn)行推導(dǎo)）（請(qǐng)自己進(jìn)行推導(dǎo)）BECIBIEICNPN型三極管型三極管BECIBIEICPNP型三極管型三極管1.3.3 晶體管的共射特性曲線晶體管的共射特性曲線 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路ICmA AVVUCEUBERBIBECEB一、輸入特性一、輸入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：工作壓降：硅管硅管UBE 0.6 0.8V鍺管鍺管UBE 0.2 0.3VUCE

34、= 0 VUCE =0.5V死區(qū)電壓死區(qū)電壓:硅管硅管0.5V，鍺管鍺管0.1V。常數(shù)CEUBEBUfI)(CBENNP二、輸出特性二、輸出特性IC (mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域滿足此區(qū)域滿足IC = IB 稱為線性區(qū)（放大稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。區(qū)）。(UBE 0,UBCIC ，稱為飽和區(qū)。飽和壓稱為飽和區(qū)。飽和壓降降UCES 0.3V（UBE 0 , UBC 0）CBENNPIC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0 , IC = ICEO ,

35、 UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。稱為截止區(qū)。（UBE 0 , UBC IC，UCES 0.3 V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓， IB=0 ， IC =ICEO 0 CBENNP例：例： = 50， USC =12V， RB = 70 k ， RC = 6 k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V時(shí)，時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn) Q 位位于哪個(gè)區(qū)？于哪個(gè)區(qū)？當(dāng)當(dāng) USB = -2 V時(shí)：時(shí)：mA2612maxCSCCRUIIB = 0 ， IC = 0IC 最大飽和電流：最大飽和電流：Q 位于截止區(qū)位于截止區(qū) ICUCEIBUSCRBUSBCBERC

36、UBE例：例： = 50， USC =12 V， RB = 70 k ， RC = 6 k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V時(shí)，時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位位于哪個(gè)區(qū)？于哪個(gè)區(qū)？IC Icmax(=2 mA)， Q 位于飽和區(qū)。位于飽和區(qū)。(實(shí)際上，此時(shí)實(shí)際上，此時(shí)IC和和IB 已不是已不是 的關(guān)系）的關(guān)系）mA061070705.RUUIBBESBB5mA03mA061050.IIBCICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBE1.3.4 晶體管的主要參數(shù)晶體管的主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，稱為共射接法

37、，相應(yīng)地還有共基、共集接共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為 IB，相應(yīng)的，相應(yīng)的集電極電流變化為集電極電流變化為 IC ，則，則交流電流放大倍數(shù)交流電流放大倍數(shù)為：為：BIIC1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 _例：例：UCE = 6V時(shí)：時(shí)：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004

38、. 006. 05 . 13 . 2BCII在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： =2.集集- -基極反向飽和電流基極反向飽和電流ICBO AICBOICBO是集是集電結(jié)反偏電結(jié)反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。BECNNPICBOICEO= IBE+ICBO IBE IBEICBO 進(jìn)入進(jìn)入N 區(qū)，形區(qū)，形成成 IBE。根據(jù)放大關(guān)系，根據(jù)放大關(guān)系，由于由于IBE的存的存在，必有電流在，必有電流 IBE。集電結(jié)反集電結(jié)反偏有偏有ICBO3. 集集- -射極穿透電流射極穿透電流 ICEOICEO受溫度影響受

39、溫度影響很大，當(dāng)溫度上很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，升時(shí)，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也也相應(yīng)增加。相應(yīng)增加。三極三極管的溫度特性較管的溫度特性較差差。4.集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM集電極電流集電極電流 IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的上升會(huì)導(dǎo)致三極管的 值值的下降，當(dāng)?shù)南陆?，?dāng) 值下降到正常值的三分之二時(shí)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為的集電極電流即為ICM。5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓當(dāng)集當(dāng)集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE 超過(guò)一定的數(shù)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)值值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是是25 C、基極開(kāi)路時(shí)的

40、擊穿電壓、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓U(BR)CEO 。6. 集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流 IC 流過(guò)三極管，流過(guò)三極管， 因發(fā)熱而損耗因發(fā)熱而損耗的功率：的功率：PC =ICUCE 必定導(dǎo)致結(jié)溫上必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以對(duì)升，所以對(duì)PC 有有限制。限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)過(guò)壓區(qū)過(guò)壓區(qū)過(guò)過(guò)損耗區(qū)損耗區(qū)1.4 場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET，單極型晶體管），單極型晶體管）場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型晶體管不同，它是場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型晶體管不同，它是多子導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。多子導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好

41、。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOS場(chǎng)效應(yīng)管有兩種場(chǎng)效應(yīng)管有兩種:N溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道P溝道溝道耗盡型耗盡型增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型增強(qiáng)型增強(qiáng)型N基底基底 ：N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體PP兩邊是兩邊是P+區(qū)區(qū)G(柵極柵極)S(源極源極)D(漏極漏極)一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)1.4.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道N 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSDGSNPPG(柵極柵極)S(源極源極)D(漏極漏極)P 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSDGSPNNG(柵極柵極)S(源極源極)D(漏極漏極)二、工作原理（以二、工作原理（以 P 溝道為例）溝

42、道為例）場(chǎng)效應(yīng)管的溝道電流沒(méi)有特定的方向，通常場(chǎng)效應(yīng)管的溝道電流沒(méi)有特定的方向，通常規(guī)定規(guī)定S極為溝道載流子運(yùn)動(dòng)的始端，而極為溝道載流子運(yùn)動(dòng)的始端，而D極為收集極為收集端，因而溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極偏置電壓為負(fù)，端，因而溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極偏置電壓為負(fù)，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極偏置電壓為正。溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極偏置電壓為正。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極一般加反向偏置電壓。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極一般加反向偏置電壓。改變柵極電壓可以控制柵結(jié)耗盡層的寬度，改變柵極電壓可以控制柵結(jié)耗盡層的寬度，以改變導(dǎo)電溝道的大小，因此，以改變導(dǎo)電溝道的大小，因此，JFET實(shí)際上是通實(shí)際上是通過(guò)柵極電壓控制溝道電阻，以控制輸出漏電流的過(guò)柵極電

43、壓控制溝道電阻，以控制輸出漏電流的一種一種電壓控制器件電壓控制器件。UDS = 0 V時(shí)時(shí)PGS DUDSUGSNNNNIDPN結(jié)反偏，結(jié)反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越寬，導(dǎo)電溝道越窄，電阻越大。窄，電阻越大。PGS DUDSUGSNNIDUDS=0V時(shí)時(shí)NN但當(dāng)?shù)?dāng)UGS較小時(shí)，耗盡較小時(shí)，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。電溝道。DS間相當(dāng)于間相當(dāng)于線性電阻。線性電阻。UDSUGSNNUDS=0時(shí)時(shí)UGS達(dá)到一定值時(shí)（達(dá)到一定值時(shí)（夾夾斷電壓斷電壓UGS(off)），耗盡），耗盡區(qū)碰到一起，區(qū)碰到一起，DS間被間被夾斷，這時(shí)，即使夾斷，這時(shí)，即使UDS

44、 0 V，漏極電流，漏極電流ID = 0 IDGS DPPGS DUDSUGSUGSUGS(off)且且UDS0、UGDUGS(off)時(shí)耗盡區(qū)的形狀時(shí)耗盡區(qū)的形狀NN越靠近漏端，越靠近漏端，PN結(jié)反向偏壓越大結(jié)反向偏壓越大IDPGS DUDSUGSUGS UGS(off)且且UDS較大，較大，UGD UGS(off)時(shí)耗盡區(qū)的形狀時(shí)耗盡區(qū)的形狀NN溝道中仍是電阻溝道中仍是電阻特性，但是是非特性，但是是非線性電阻。線性電阻。IDGSDUDSUGSUGS UGS(off)，UGD=UGS(off)時(shí)時(shí)NN漏端的溝道被夾斷，漏端的溝道被夾斷，稱為稱為預(yù)夾斷。預(yù)夾斷。UDS增大則被夾斷增大則被夾斷區(qū)向下延伸。區(qū)向下延伸。IDGSDUDSUGSNN此時(shí)，電流此時(shí)，電流ID由未由未被夾斷區(qū)域中的載