半導體基礎知識

1、(1-1)電子技術電子技術 第一章 半導體器件模擬電路部分模擬電路部分(1-2)第一章第一章 半導體器件半導體器件 1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識 1.2 PN 結及半導體二極管結及半導體二極管 1.3 特殊二極管特殊二極管 1.4 半導體三極管半導體三極管 1.5 場效應晶體管場效應晶體管(1-3)1.1 半導體的基本知識半導體的基本知識1.1.1 導體、半導體和絕緣體導體、半導體和絕緣體導體：導體：自然界中很容易導電的物質稱為自然界中很容易導電的物質稱為導體導體，金屬，金屬一般都是導體。一般都是導體。絕緣體：絕緣體：有的物質幾乎不導電，稱為有的物質幾乎不導電，稱為絕緣體絕緣體，如

2、橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。半導體：半導體：另有一類物質的導電特性處于導體和絕緣另有一類物質的導電特性處于導體和絕緣體之間，稱為體之間，稱為半導體半導體，如鍺、硅、砷化鎵，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。(1-4)半導體半導體的導電機理不同于其它物質，所以它具有的導電機理不同于其它物質，所以它具有不同于其它物質的特點。例如：不同于其它物質的特點。例如： 當受外界熱和光的作用時，它的導電能當受外界熱和光的作用時，它的導電能 力明顯變化。力明顯變化。 往純凈的半導體中摻入某些雜質，會使往純凈的半導體中摻入某些雜質，會使 它的導電能力明顯改變。

3、它的導電能力明顯改變。(1-5)1.1.2 本征半導體本征半導體一、本征半導體的結構特點一、本征半導體的結構特點GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導體制成通過一定的工藝過程，可以將半導體制成晶體晶體?，F代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們現代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。的最外層電子（價電子）都是四個。(1-6)本征半導體：本征半導體：完全純凈的、結構完整的半導體晶體。完全純凈的、結構完整的半導體晶體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，晶體點陣，每個原子都處在正四面體

4、的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成與其相臨的原子之間形成共價鍵共價鍵，共用一對價，共用一對價電子。電子。硅和鍺的晶硅和鍺的晶體結構：體結構：(1-7)硅和鍺的共價鍵結構硅和鍺的共價鍵結構共價鍵共共價鍵共用電子對用電子對+4+4+4+4+4+4表示除表示除去價電子去價電子后的原子后的原子(1-8)共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自自由電子由電子，因此本征半導體中的自由電子很少，所以，

5、因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力很弱。本征半導體的導電能力很弱。形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構成穩(wěn)定結構。八個，構成穩(wěn)定結構。共價鍵有很強的結合力，使原子規(guī)共價鍵有很強的結合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。則排列，形成晶體。+4+4+4+4(1-9)二、本征半導體的導電機理二、本征半導體的導電機理在絕對在絕對0度度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時和沒有外界激發(fā)時, ,價價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子（即可以運動的帶電粒子（即載流子載流子），它的導電），它的導

6、電能力為能力為 0，相當于絕緣體。，相當于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由自由電子電子，同時共價鍵上留下一個空位，稱為，同時共價鍵上留下一個空位，稱為空穴空穴。1.1.載流子、自由電子和空穴載流子、自由電子和空穴(1-10)+4+4+4+4自由電子自由電子空穴空穴束縛電子束縛電子(1-11)2.本征半導體的導電機理本征半導體的導電機理+4+4+4+4在其它力的作用下，在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子空穴吸引附近的電子來填補，這樣的結果來填補，這樣的結果相當于空穴的遷移

7、，相當于空穴的遷移，而空穴的遷移相當于而空穴的遷移相當于正電荷的移動，因此正電荷的移動，因此可以認為空穴是載流可以認為空穴是載流子。子。本征半導體中存在數量相等的兩種載流子，即本征半導體中存在數量相等的兩種載流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。(1-12)溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導體的導電能力越強，溫度是影響半導體性導體的導電能力越強，溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素，這是半導體的一能的一個重要的外部因素，這是半導體的一大特點。大特點。本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。本征半導體中電流由

8、兩部分組成：本征半導體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動產生的電流。自由電子移動產生的電流。 2. 空穴移動產生的電流?？昭ㄒ苿赢a生的電流。(1-13)1.1.3 雜質半導體雜質半導體在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導體的某種載流子濃度大大增加。雜半導體的某種載流子濃度大大增加。P 型半導體：型半導體：空穴濃度大大增加的雜質半導體，也空穴濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（空穴半導體）。稱為（空穴半導體）。N 型半導體：型半導體：自由電子濃度大大增加的雜質半導

9、體，自由電子濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（電子半導體）。也稱為（電子半導體）。(1-14)一、一、N 型半導體型半導體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷（或銻），晶體點陣中的某些半導體原子被（或銻），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代，磷原子的最外層有五個價電子，雜質取代，磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導體原子形成共價鍵，其中四個與相鄰的半導體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，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的帶正電的離

10、子。每個磷原就成了不能移動的帶正電的離子。每個磷原子給出一個電子，稱為子給出一個電子，稱為施主原子施主原子。(1-15)+4+4+5+4多余多余電子電子磷原子磷原子N 型半導體中型半導體中的載流子是什的載流子是什么？么？1 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 2、本征半導體中成對產生的電子和空穴。、本征半導體中成對產生的電子和空穴。摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度，所以，自摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為多數載流多數載流子子（多子多子），空穴稱

11、為），空穴稱為少數載流子少數載流子（少子少子）。）。(1-16)二、二、P 型半導體型半導體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質（或銦），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的半導體原子形成共價鍵時，半導體原子形成共價鍵時，產生一個空穴。這個空穴產生一個空穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補，可能吸引束縛電子來填補，使得硼原子成為不能移動使得硼原子成為不能移動的帶負電的離子。由于硼的帶負電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為原子接受電子，

12、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 型半導體中空穴是多子，電子是少子型半導體中空穴是多子，電子是少子。(1-17)三、雜質半導體的示意表示法三、雜質半導體的示意表示法P 型半導體型半導體+N 型半導體型半導體雜質雜質型半導體多子和少子的移動都能形成電流。型半導體多子和少子的移動都能形成電流。但由于數量的關系，起導電作用的主要是多子但由于數量的關系，起導電作用的主要是多子。近似認為多子與雜質濃度相等。近似認為多子與雜質濃度相等。(1-18)1.2 PN結及半導體二極管結及半導體二極管2.1.1 PN 結的形成結的形成在同一片半導體基片上，分別制造在同一片半導體基片上

13、，分別制造P 型半導型半導體和體和N 型半導體，經過載流子的擴散，在它們的型半導體，經過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了交界面處就形成了PN 結。結。(1-19)P型半導體型半導體N型半導體型半導體+擴散運動擴散運動內電場內電場E漂移運動漂移運動擴散的結果是使空間電擴散的結果是使空間電荷區(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。內電場越強，就使漂移內電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空運動越強，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。(1-20)漂移運動漂移運動P型半導體型半導體N型半導體型半導體+擴散運動擴散運動內電場內電

14、場E所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。度固定不變。(1-21)+空間空間電荷電荷區(qū)區(qū)N型區(qū)型區(qū)P型區(qū)型區(qū)電位電位VV0(1-22)1 1、空間電荷區(qū)中沒有載流子。、空間電荷區(qū)中沒有載流子。2 2、空間電荷區(qū)中內電場阻礙、空間電荷區(qū)中內電場阻礙P P中的空穴、中的空穴、N區(qū)區(qū) 中的電子（中的電子（都是多子都是多子）向對方運動（）向對方運動（擴散擴散運動運動）。）。3 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（都是少都是少），）

15、，數量有限，因此由它們形成的電流很小。數量有限，因此由它們形成的電流很小。注意注意: :(1-23)2.1.2 PN結的單向導電性結的單向導電性 PN 結結加上正向電壓加上正向電壓、正向偏置正向偏置的意思都是的意思都是： P 區(qū)區(qū)加正、加正、N 區(qū)加負電壓。區(qū)加負電壓。 PN 結結加上反向電壓加上反向電壓、反向偏置反向偏置的意思都是：的意思都是： P區(qū)區(qū)加負、加負、N 區(qū)加正電壓。區(qū)加正電壓。(1-24)+RE一、一、PN 結正向偏置結正向偏置內電場內電場外電場外電場變薄變薄PN+_內電場被削弱，多子內電場被削弱，多子的擴散加強能夠形成的擴散加強能夠形成較大的擴散電流。較大的擴散電流。(1-2

16、5)二、二、PN 結反向偏置結反向偏置+內電場內電場外電場外電場變厚變厚NP+_內電場被被加強，多子內電場被被加強，多子的擴散受抑制。少子漂的擴散受抑制。少子漂移加強，但少子數量有移加強，但少子數量有限，只能形成較小的反限，只能形成較小的反向電流。向電流。RE(1-26)2.1.3 半導體二極管半導體二極管一、基本結構一、基本結構PN 結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。引線引線外殼線外殼線觸絲線觸絲線基片基片點接觸型點接觸型PN結結面接觸型面接觸型PN二極管的電路符號：二極管的電路符號：(1-27) 二、伏安特性二、伏安特性UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅

17、管0.6V,鍺管鍺管0.2V。導通壓降導通壓降: : 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(1-28)三、主要參數三、主要參數1. 最大整流電流最大整流電流 IOM二極管長期使用時，允許流過二極管的最大二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。正向平均電流。2. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓壓UWRM一般是一般是U

18、BR的一半。的一半。(1-29)3. 反向電流反向電流 IR指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向導電性流。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此反向電流越小越好。反向電流受差，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。硅管大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數，二極管的應用是以上均是二極管的直流參數，二極管的應用是主要利用它的單向導電性，主要應用于整流、限幅、主要利用它的單

19、向導電性，主要應用于整流、限幅、保護等等。下面介紹兩個交流參數。保護等等。下面介紹兩個交流參數。(1-30)4. 微變電阻微變電阻 rDiDuDIDUDQ iD uDrD 是二極管特性曲線上工是二極管特性曲線上工作點作點Q 附近電壓的變化與附近電壓的變化與電流的變化之比：電流的變化之比：DDDiur顯然，顯然，rD是對是對Q附近的微小附近的微小變化區(qū)域內的電阻。變化區(qū)域內的電阻。(1-31)5. 二極管的極間電容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：二極管的兩極之間有電容，此電容由兩部分組成：勢壘電容勢壘電容CB和和擴散電容擴散電容CD。勢壘電容：勢壘電容：勢壘區(qū)是積累空

20、間電荷的區(qū)域，當電壓變化時，勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當電壓變化時，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現出就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現出的電容是的電容是勢壘電容勢壘電容。擴散電容：擴散電容：為了形成正向電流為了形成正向電流（擴散電流），注入（擴散電流），注入P 區(qū)的少子區(qū)的少子（電子）在（電子）在P 區(qū)有濃度差，越靠區(qū)有濃度差，越靠近近PN結濃度越大，即在結濃度越大，即在P 區(qū)有電區(qū)有電子的積累。同理，在子的積累。同理，在N區(qū)有空穴的區(qū)有空穴的積累。正向電流大，積累的電荷積累。正向電流大，積累的電荷多。這樣所產生的電容就是擴散多。這樣所產生的電容就是擴散電容電

21、容CD。P+-N(1-32)CB在正向和反向偏置時均不能忽略。而反向偏置在正向和反向偏置時均不能忽略。而反向偏置時，由于載流子數目很少，擴散電容可忽略。時，由于載流子數目很少，擴散電容可忽略。PN結高頻小信號時的等效電路：結高頻小信號時的等效電路：勢壘電容和擴散電勢壘電容和擴散電容的綜合效應容的綜合效應rd(1-33)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 0.7V(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，正向壓降=0 RLuiuouiuott二極管的應用舉例二極管的應用舉例1：二極管半波整流二極管半波整流(1-34)二極管的應用

22、舉例二極管的應用舉例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo(1-35)1.3 特殊二極管特殊二極管1.3.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管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)電壓越穩(wěn)定。定。+-UZ動態(tài)電阻：動態(tài)電阻：ZZIUZrrz越小，穩(wěn)越小，穩(wěn)壓性能越好。壓性能越好。(1-36)（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）最大允許功耗）最大允許功耗maxZZZMIUP穩(wěn)壓二極管的參數穩(wěn)壓二極管的參數:（1）穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 UZ（2）電壓溫度系數電壓溫度系數 U（%/） 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數。穩(wěn)壓值

23、受溫度變化影響的的系數。（3）動態(tài)電阻）動態(tài)電阻ZZIUZr(1-37)穩(wěn)壓二極管的應用舉例穩(wěn)壓二極管的應用舉例uoiZDZRiLiuiRL5mA 20mA, V,10minmaxzzzWIIU穩(wěn)壓管的技術參數穩(wěn)壓管的技術參數:k10LR負載電阻負載電阻 。要求要求當輸入電壓由正常值發(fā)當輸入電壓由正常值發(fā)生生 20%波動時，負載電壓基本不變。波動時，負載電壓基本不變。解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為流為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

24、程方程1(1-38)令輸入電壓降到下限令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電時，流過穩(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.R,.ui(1-39)1.3.2 光電二極管光電二極管反向電流隨光照強度的增加而上升。反向電流隨光照強度的增加而上升。IU照度增加照度增加(1-40)1.3.3 發(fā)光二極管發(fā)光二極管有正向電流流過有正向電流流過時，發(fā)出一定波長時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的紅外到

25、可見波段的光，它的電特性與光，它的電特性與一般二極管類似。一般二極管類似。(1-41)1.4 半導體三極管半導體三極管1.4.1 基本結構基本結構BECNNP基極基極發(fā)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(1-42)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)：集電區(qū)：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(1-43)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結發(fā)射結集電結集電結(1-44)1.4.2 電流放大原理電流放大原理BECNNPEBRBECIE基區(qū)空穴基區(qū)空穴向

26、發(fā)射區(qū)向發(fā)射區(qū)的擴散可的擴散可忽略。忽略。IBE進入進入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)的空穴復合，形成空穴復合，形成電流電流IBE ，多數，多數擴散到集電結。擴散到集電結。發(fā)射結正發(fā)射結正偏，發(fā)射偏，發(fā)射區(qū)電子不區(qū)電子不斷向基區(qū)斷向基區(qū)擴散，形擴散，形成發(fā)射極成發(fā)射極電流電流IE。(1-45)BECNNPEBRBECIE集電結反偏，集電結反偏，有少子形成的有少子形成的反向電流反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEIBEICE從基區(qū)擴從基區(qū)擴散來的電散來的電子作為集子作為集電結的少電結的少子，漂移子，漂移進入集電進入集電結而被收結而被收集，形成集，形成ICE。(1

27、-46)IB=IBE-ICBO IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBE(1-47)ICE與與IBE之比稱為電流放大倍數之比稱為電流放大倍數要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結正要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結正偏，集電結反偏。偏，集電結反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII(1-48)BECIBIEICNPN型三極管型三極管BECIBIEICPNP型三極管型三極管(1-49)1.4.3 特性曲線特性曲線ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 實驗線路實驗線路(1-50)一、一、輸入特性輸入特性UCE 1VIB( A)UBE(V

28、)204060800.40.8工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺鍺管管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。(1-51)二、二、輸出特性輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域滿此區(qū)域滿足足IC= IB稱為線性稱為線性區(qū)（放大區(qū)（放大區(qū)）。區(qū)）。當當UCE大于一大于一定的數值時，定的數值時，IC只與只與IB有關，有關，IC= IB。(1-52)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A10

29、0 A此區(qū)域中此區(qū)域中UCE UBE,集電結正偏，集電結正偏， IBIC，UCE 0.3V稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。(1-53)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V (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 (1-55)例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當當USB = -2V，2V，5V時，時，晶體管的靜態(tài)工作點晶體管的靜態(tài)工作點Q位位于哪個區(qū)？于哪個區(qū)？當當USB =-2V時

30、：時：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEmA2612maxCSCCRUIIB=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) (1-56)例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當當USB = -2V，2V，5V時，時，晶體管的靜態(tài)工作點晶體管的靜態(tài)工作點Q位位于哪個區(qū)？于哪個區(qū)？IC Icmax(=2 mA)， Q位于飽和區(qū)。位于飽和區(qū)。(實際上，此時實際上，此時IC和和IB 已不是已不是 的關系）的關系）mA061070705.RUUIBBESBB5mA03mA061050.IIBC(1-58)三、主要參數三、主要參數前

31、面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共集接法。集接法。共射共射直流電流放大倍數直流電流放大倍數：BCII_工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為 IB，相應的集電極電流變化為相應的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放大倍數大倍數為：為：BIIC1. 電流放大倍數電流放大倍數和和 _(1-59)例：例：UCE=6V時時：IB = 40 A, IC =1.5

32、mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2BCII在以后的計算中，一般作近似處理：在以后的計算中，一般作近似處理： =(1-60)2.集集- -基極反向截止電流基極反向截止電流ICBO AICBOICBO是集是集電結反偏電結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。(1-61)BECNNPICBOICEO= IBE+ICBO IBE IBEICBO進入進入N區(qū)，形成區(qū)，形成IBE。根據放大關系，根據放大關系，由于由于IBE的存的存在，必有電流在，必

33、有電流 IBE。集電結反集電結反偏有偏有ICBO3. 集集- -射極反向截止電流射極反向截止電流ICEOICEO受溫度影響受溫度影響很大，當溫度上很大，當溫度上升時，升時，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也也相應增加。相應增加。三極三極管的溫度特性較管的溫度特性較差差。(1-62)4.集電極最大電流集電極最大電流ICM集電極電流集電極電流IC上升會導致三極管的上升會導致三極管的 值的下降，值的下降，當當 值下降到正常值的三分之二時的集電極電值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為流即為ICM。5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓當集當集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過一

34、定的數值超過一定的數值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數值是時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數值是25 C、基極開路時的擊穿電壓基極開路時的擊穿電壓U(BR)CEO。(1-63)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 流過三極管，流過三極管， 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳 熱為：熱為：PC =ICUCE 必定導致結溫必定導致結溫 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)(1-64)1.5 場效應晶體管場效應晶體管場效應管與雙極型晶體管不同，它是多子場效應管與雙極型晶體管不同，

35、它是多子導電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。導電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。結型場效應管結型場效應管JFET絕緣柵型場效應管絕緣柵型場效應管MOS場效應管有兩種場效應管有兩種:(1-65)N基底基底 ：N型半導體型半導體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、結構一、結構1.5.1 結型場效應管結型場效應管:導電溝道導電溝道(1-66)NPPG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極N溝道結型場效應管溝道結型場效應管DGSDGS(1-67)PNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結型場效應管溝道結型場效應管DGSDGS(1-68)二、工作原理（以二、工作原理（以P溝道為例）溝道為例）UDS=0V時時PGSDUDSUGSNNNNIDPN結反偏，結反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越越大則耗盡區(qū)越寬，導電溝道越寬，導電溝道越窄。窄。(1-69)PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時時NNUGS越大耗盡區(qū)越寬，越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。溝