第二章-半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)..

1、 第第2 2章章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)一一 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識二二 PN PN結(jié)與半導(dǎo)體二極管結(jié)與半導(dǎo)體二極管三三 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管四四 場效應(yīng)管場效應(yīng)管1 1 半導(dǎo)體及其特點半導(dǎo)體及其特點 在物理學(xué)中。根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)在物理學(xué)中。根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。體、絕緣體和半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體的特性：熱敏性、光敏性半導(dǎo)體的特性：熱敏性、光敏性 、雜敏性。、雜敏性。 典型的半導(dǎo)體是典型的半導(dǎo)體是硅硅Si和和鍺鍺Ge，它們都是它們都是4價元素價元素。sisi硅原子硅原子Ge鍺原子鍺原子Ge+4+4硅和鍺最外層軌道上的硅和鍺最外層軌

2、道上的四個電子稱為四個電子稱為價電子價電子。一一 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)束縛電子束縛電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4在絕對溫度在絕對溫度T=0K時，時，所有的價電子都被共價鍵所有的價電子都被共價鍵緊緊束縛在共價鍵中，不緊緊束縛在共價鍵中，不會成為會成為自由電子自由電子，因此本因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。，接近絕緣體。2 本征半導(dǎo)體 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體?；瘜W(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。 這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)本征激發(fā)，也稱也稱熱激發(fā)熱激發(fā)。 當(dāng)溫度升高或受到當(dāng)溫度升高或受

3、到光的照射時，束縛光的照射時，束縛電子能量增高，有電子能量增高，有的電子可以掙脫原的電子可以掙脫原子核的束縛，而參子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為與導(dǎo)電，成為自由自由電子電子。自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴 自由電子產(chǎn)生的自由電子產(chǎn)生的同時，在其原來的共同時，在其原來的共價鍵中就出現(xiàn)了一個價鍵中就出現(xiàn)了一個空位，稱為空位，稱為空穴空穴。 可見本征激發(fā)同時產(chǎn)生可見本征激發(fā)同時產(chǎn)生電子空穴對。電子空穴對。 外加能量越高（外加能量越高（溫度溫度越高），產(chǎn)生的電子空越高），產(chǎn)生的電子空穴對越多。穴對越多。與本征激發(fā)相反的與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象現(xiàn)象復(fù)合復(fù)合在一定溫度下，本征激在一

4、定溫度下，本征激發(fā)和復(fù)合同時進行，達發(fā)和復(fù)合同時進行，達到動態(tài)平衡。電子空穴到動態(tài)平衡。電子空穴對的濃度一定。對的濃度一定。常溫常溫300K時：時：電子空穴對的濃度電子空穴對的濃度硅：硅：310cm104 . 1鍺：鍺：313cm105 . 2自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴電子空穴對電子空穴對自由電子自由電子 帶負電荷帶負電荷 電子流電子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子E總電流總電流載流子載流子空穴空穴 帶正電荷帶正電荷 空穴流空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化

5、。溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。導(dǎo)電機制導(dǎo)電機制3 N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多余電子多余電子磷原子磷原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多數(shù)載流子多數(shù)載流子自由電子自由電子少數(shù)載流子少數(shù)載流子 空穴空穴+N型半導(dǎo)體施主離子施主離子自由電子自由電子電子空穴對電子空穴對 在本征半導(dǎo)體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷，砷等在本征半導(dǎo)體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷，砷等 在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？湛昭ㄑㄅ鹪优鹪庸柙庸柙?4+4+4+4+4+4+3+4+4多數(shù)載流子多數(shù)載流子 空穴空穴少數(shù)載流子少數(shù)載流子自由電子自由

6、電子P型半導(dǎo)體受主離子受主離子空穴空穴電子空穴對電子空穴對4 4 P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖+N型半導(dǎo)體多子多子電子電子少子少子空穴空穴P型半導(dǎo)體多子多子空穴空穴少子少子電子電子少子濃度少子濃度與溫度有關(guān)與溫度有關(guān)多子濃度多子濃度與溫度無關(guān)與溫度無關(guān)內(nèi)電場E因多子濃度差因多子濃度差形成內(nèi)電場形成內(nèi)電場多子的擴散多子的擴散 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) 阻止多子擴散，促使少子漂移。阻止多子擴散，促使少子漂移。PNPN結(jié)合結(jié)合+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)多子擴散電流多子擴散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層 1 . PN結(jié)的形成結(jié)的形成 二二 PN PN

7、結(jié)與半導(dǎo)體二極管結(jié)與半導(dǎo)體二極管少子飄移少子飄移補充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，補充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴散多子擴散 又失去多子，耗盡層寬，又失去多子，耗盡層寬，EP型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+內(nèi)電場E多子擴散電流多子擴散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層動態(tài)平衡：動態(tài)平衡： 擴散電流擴散電流 漂移電流漂移電流總電流總電流0勢壘勢壘 UO硅硅 0.5V鍺鍺 0.1V2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?1) 加正向電壓（正偏）加正向電壓（正偏）電源正極接電源正極接P區(qū)，負極接區(qū)，負極接N區(qū)區(qū) 外電場的方向與內(nèi)電場方向相反。外電場的方向與內(nèi)電場方向相反。 外電場削弱內(nèi)電場外電場削弱

8、內(nèi)電場 耗盡層變窄耗盡層變窄 擴散運動漂移運動擴散運動漂移運動多子多子擴散形成正向電流擴散形成正向電流I I F F+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+WER空間電荷區(qū)內(nèi)電場E正向電流正向電流 (2) 加反向電壓加反向電壓電源正極接電源正極接N區(qū)，負極接區(qū)，負極接P區(qū)區(qū) 外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。 外電場加強內(nèi)電場外電場加強內(nèi)電場 耗盡層變寬耗盡層變寬 漂移運動擴散運動漂移運動擴散運動少子漂移形成反向電流少子漂移形成反向電流I I R R+內(nèi)電場+E+EW+空 間 電 荷 區(qū)+R+IRPN 在一定的溫度下，由本在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃

9、度是一定的，故一定的，故IR基本上與外基本上與外加反壓的大小無關(guān)加反壓的大小無關(guān)，所以所以稱為稱為反向飽和電流反向飽和電流。但。但IR與溫度有關(guān)。與溫度有關(guān)。 PN結(jié)加正向電壓時，具有較大的正向結(jié)加正向電壓時，具有較大的正向擴散電流，呈現(xiàn)低電阻，擴散電流，呈現(xiàn)低電阻， PN結(jié)導(dǎo)通；結(jié)導(dǎo)通； PN結(jié)加反向電壓時，具有很小的反向結(jié)加反向電壓時，具有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，漂移電流，呈現(xiàn)高電阻， PN結(jié)截止。結(jié)截止。 由此可以得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)ЫY(jié)具有單向?qū)щ娦?。電性?PN結(jié)結(jié)的伏安特性曲線及表達式的伏安特性曲線及表達式 根據(jù)理論推導(dǎo)，根據(jù)理論推導(dǎo)，PNPN結(jié)的伏安

10、特性曲線如圖結(jié)的伏安特性曲線如圖正偏正偏IF（多子擴散）（多子擴散）IR（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向飽和電流反向飽和電流反向擊穿電壓反向擊穿電壓反向擊穿反向擊穿熱擊穿熱擊穿燒壞燒壞PN結(jié)結(jié)電擊穿電擊穿可逆可逆3 PN結(jié)的電容效應(yīng)結(jié)的電容效應(yīng) 當(dāng)外加電壓發(fā)生變化時，耗盡層的寬度要相應(yīng)當(dāng)外加電壓發(fā)生變化時，耗盡層的寬度要相應(yīng)地隨之改變，即地隨之改變，即PN結(jié)中存儲的電荷量要隨之變化結(jié)中存儲的電荷量要隨之變化，就像電容充放電一樣。，就像電容充放電一樣。 (1) 結(jié)電容結(jié)電容空空間間電電荷荷區(qū)區(qū)W+R+E+PN(2) 擴散電容擴散電容 當(dāng)外加正向電壓當(dāng)外加正向電壓不同時，不同時，PN結(jié)兩結(jié)兩側(cè)

11、堆積的少子的側(cè)堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度數(shù)量及濃度梯度也不同，這就相也不同，這就相當(dāng)電容的充放電當(dāng)電容的充放電過程過程。+NPpLx濃濃度度分分布布耗耗盡盡層層NP區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)中中空空穴穴區(qū)區(qū)中中電電子子區(qū)區(qū)濃濃度度分分布布nL電容效應(yīng)在交流信號作用下才會明顯表現(xiàn)出來電容效應(yīng)在交流信號作用下才會明顯表現(xiàn)出來極間電容（結(jié)電容）極間電容（結(jié)電容）4 4 半導(dǎo)體二極管的基本結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管的基本結(jié)構(gòu) 二極管二極管 = PN結(jié)結(jié) + 管殼管殼 + 引線引線NP結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)符號符號陽極陽極+陰極陰極- 二極管按結(jié)構(gòu)分三大類二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：(1) 點接觸型二極管點接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，結(jié)面積

12、小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。用于檢波和變頻等高頻電路。N型 鍺正 極 引 線負 極 引 線外 殼金 屬 觸 絲 二極管按結(jié)構(gòu)材料分兩種：二極管按結(jié)構(gòu)材料分兩種：硅二極管硅二極管 鍺二極管鍺二極管(3) 平面型二極管平面型二極管 用于集成電路制造工藝中。用于集成電路制造工藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。于高頻整流和開關(guān)電路中。(2) 面接觸型二極管面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。于工頻大電流整流電路。SiO2正 極 引 線負 極 引 線N型 硅P型 硅負 極 引 線正 極 引 線N型 硅P型 硅鋁 合 金 小

13、球底 座半導(dǎo)體二極管的型號半導(dǎo)體二極管的型號國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下：國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，代表器件的類型，P為普通管，為普通管，Z為整流管，為整流管，K為開關(guān)管。為開關(guān)管。代表器件的材料，代表器件的材料，A為為N型型Ge，B為為P型型Ge， C為為N型型Si， D為為P型型Si。2代表二極管，代表二極管，3代表三極管。代表三極管。5 二極管的二極管的VA特性特性 硅：硅：0.5 V 鍺：鍺： 0.1 V(1) 正向特性正向特性導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降反向飽和電流反向飽和電流(2) 反向

14、特性反向特性死區(qū)死區(qū)電壓電壓iu0擊穿電壓擊穿電壓UBR實驗曲線實驗曲線uEiVmAuEiVuA鍺鍺 硅：硅：0.7 V 鍺：鍺：0.3V6 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二極管長期連續(xù)工二極管長期連續(xù)工作時，允許通過二作時，允許通過二極管的最大整流極管的最大整流電流的平均值。電流的平均值。(2) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR 二極管反向電流二極管反向電流急劇增加時對應(yīng)的反向急劇增加時對應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓值稱為反向擊穿電壓電壓UBR。 (3) 最大最大反向電流反向電流I IR-R- 在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。在室溫下，在規(guī)定

15、的反向電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極級；鍺二極管在微安管在微安( A)級。級。 (4) 最高工作頻率最高工作頻率- 當(dāng)二極管的工作頻率超過這個數(shù)值就失去單向?qū)щ娦浴? 二極管的等效電路及應(yīng)用二極管的等效電路及應(yīng)用iuDU+-uiDUDU考慮正向壓降的等效電路考慮正向壓降的等效電路DUu DUu U D 二極管的導(dǎo)通壓降。硅管二極管的導(dǎo)通壓降。硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.3V。理想二極管等效電路理想二極管等效電路ui正偏正偏反偏反偏-+iu導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降二極管的二極管的VA特性特性-+iuiu0二極管的近似分析計算二極管的近似

16、分析計算IR10VE1kIR10VE1k例：例：考慮正向壓降的考慮正向壓降的等效電路等效電路mA3 . 9K1V)7 . 010(I測量值測量值 9.32mA相對誤差相對誤差00002 . 010032. 99.332. 9理想二極管等效理想二極管等效電路電路RI10VE1kmA10K1V10I相對誤差相對誤差0000710032. 932. 9100.7V例：例：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R1k，UREF=2V，輸入信號為，輸入信號為ui。 (1)若若 ui為為4V的直流信號，分別采用理想二極管等效電的直流信號，分別采用理想二極管等效電路、路、考慮正向壓降的

17、等效電路考慮正向壓降的等效電路計算電流計算電流I和輸出電壓和輸出電壓uo+-+UIuREFRiuO解解：采用理想二極管等效電路分析：采用理想二極管等效電路分析 考慮正向壓降的等效電路考慮正向壓降的等效電路分析分析mA2k12VV4REFiRUuIV2REFoUumA31k1V702VV4DREFi.RUUuI2.7V0.7VV2DREFoUUu（2）如果）如果ui為幅度為幅度4V的交流三角波，波形如圖（的交流三角波，波形如圖（b）所）所示，分別采用理想二極管等效電路、示，分別采用理想二極管等效電路、考慮正向壓降的等效考慮正向壓降的等效電路電路分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。分析電路并畫出相應(yīng)

18、的輸出電壓波形。+-+UIuREFRiuO解：解：采用理想二極管等效電路采用理想二極管等效電路分析。波形如圖所示。分析。波形如圖所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用采用考慮正向壓降的考慮正向壓降的等效電路等效電路分析，波形如分析，波形如圖所示。圖所示。+-+UIuREFRiuO穩(wěn)壓二極管變?nèi)荻O管發(fā)光二極管光電二極管肖特基二極管光電池8 特種特種 二極管二極管光電池做成的便攜式冰箱2022-4-6 半導(dǎo)體三極管，也叫晶體三極管。由于半導(dǎo)體三極管，也叫晶體三極管。由于工作時，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與工作時，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運行，因

19、此，還被稱為雙極型晶體管運行，因此，還被稱為雙極型晶體管（Bipolar Junction Transistor,Bipolar Junction Transistor,簡稱簡稱BJTBJT）。 BJT BJT是由兩個是由兩個PNPN結(jié)組成的。結(jié)組成的。三三 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)NPN型PNP型符號符號:-bce-ebc 三極管的結(jié)構(gòu)特點三極管的結(jié)構(gòu)特點: :（1 1）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。（2 2）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度集電區(qū)摻雜濃度。）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度集電區(qū)摻雜濃度。（3 3）集電區(qū)面積大，以利于收集載流子）

20、集電區(qū)面積大，以利于收集載流子-NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極-PPN發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極2022-4-62 三極管的電流放大原理三極管的電流放大原理（NPN管）管） 三極管在工作時要三極管在工作時要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌由线m當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。置電壓。若在放大工作狀態(tài)：若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏：發(fā)射結(jié)正偏：+UCE UBEUCB集電結(jié)反偏：集電結(jié)反偏：由由VBB保證保證由由VCC、 VBB保證保證UCB=UCE - UBE 0NNPBBVCCVRbRCebc共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法c區(qū)區(qū)b區(qū)區(qū)e區(qū)區(qū) （1 1）因為發(fā)射結(jié)正偏，所以發(fā)）

21、因為發(fā)射結(jié)正偏，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子射區(qū)向基區(qū)注入電子 ，形成了擴形成了擴散電流散電流IEN 。同時從基區(qū)向發(fā)射區(qū)。同時從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴散運動，形成的電也有空穴的擴散運動，形成的電流為流為IEP。但其數(shù)量小，可忽略。但其數(shù)量小，可忽略。 所以發(fā)射極電流所以發(fā)射極電流I E I EN 。 （2）發(fā)射區(qū)的電子注）發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后，變成了少數(shù)載入基區(qū)后，變成了少數(shù)載流子。少部分遇到的空穴流子。少部分遇到的空穴復(fù)合掉，形成復(fù)合掉，形成IBN。所以。所以基基極電流極電流I B I BN 。大部分到。大部分到達了集電區(qū)的邊緣。達了集電區(qū)的邊緣。BJT內(nèi)部的載流子傳輸過程內(nèi)部的載流子傳輸

22、過程NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBI（3）因為集電結(jié)）因為集電結(jié)反偏，收集擴散到反偏，收集擴散到集電區(qū)邊緣的電子，集電區(qū)邊緣的電子，形成電流形成電流ICN 。NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBICNICICBOI 另外，集電結(jié)區(qū)另外，集電結(jié)區(qū)的少子形成漂移的少子形成漂移電流電流ICBO。3 3 三極管的特性曲線三極管的特性曲線(1) (1) 輸入特性曲線輸入特性曲線 iB=f(uBE) uCE=const+i-uBE+-uBTCE+Ci（1）uCE=0V時，相當(dāng)于兩個時，相當(dāng)于兩個PN結(jié)并聯(lián)。結(jié)并聯(lián)。0.40.2i(V)(uA)BE80400.80.6Bu=

23、0VuCE 1VCEu（3）uCE 1V再增加時，曲線右移很不明顯。再增加時，曲線右移很不明顯。（2）當(dāng)）當(dāng)uCE=1V時，時， 集電結(jié)已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，所以基區(qū)復(fù)集電結(jié)已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，所以基區(qū)復(fù)合減少，合減少， 在同一在同一uBE 電壓下，電壓下，iB 減小。特性曲線將向右稍微移動一些。減小。特性曲線將向右稍微移動一些。死區(qū)電壓死區(qū)電壓硅硅 0.5V鍺鍺 0.1V導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降硅硅 0.7V鍺鍺 0.3V (2)輸出特性曲線輸出特性曲線 iC=f(uCE) iB=const 現(xiàn)以現(xiàn)以iB=60uA一條加以說明。一條加以說明。 （1）當(dāng)）當(dāng)uCE=0 V時，因集電極

24、無收集作用，時，因集電極無收集作用，iC=0。（2） uCE Ic 。 （3） 當(dāng)當(dāng)uCE 1V后，后，收集電子的能力足夠強。收集電子的能力足夠強。這時，發(fā)射到基區(qū)的電這時，發(fā)射到基區(qū)的電子都被集電極收集，形子都被集電極收集，形成成iC。所以。所以uCE再增加，再增加，iC基本保持不變?；颈３植蛔?。同理，可作出同理，可作出iB=其他值的曲線。其他值的曲線。 iCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIB 輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域:飽和區(qū)飽和區(qū)iC受受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)

25、uCE0.7 V。 此時發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏。此時發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏。截止區(qū)截止區(qū)iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。的曲線的下方。 此時，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。此時，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)放大區(qū) 曲線基本平行等曲線基本平行等 距。距。 此時，發(fā)此時，發(fā) 射結(jié)正偏，集電射結(jié)正偏，集電 結(jié)反偏。結(jié)反偏。 該區(qū)中有：該區(qū)中有：BCII iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)4 4 三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)（1）電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)BCII

26、BCii(V)CE=20uA(mA)B=40uAIu=0=80uAIBBBIIBI =100uACBI=60uAi一般取一般取20200之間之間共發(fā)射極電流放大系數(shù)：共發(fā)射極電流放大系數(shù)：靜態(tài)靜態(tài)動態(tài)動態(tài) （2）極間反向電流）極間反向電流 （b）集電極發(fā)射極間的穿）集電極發(fā)射極間的穿透電流透電流ICEO 基極開路時，集電極到發(fā)射基極開路時，集電極到發(fā)射極間的電流極間的電流穿透電流穿透電流 。其大小與溫度有關(guān)。其大小與溫度有關(guān)。 （a）集電極基極間反向飽和電流）集電極基極間反向飽和電流ICBO 發(fā)射極開路時，在其集電結(jié)上加反向電壓，得到反向電流。發(fā)射極開路時，在其集電結(jié)上加反向電壓，得到反向電流

27、。它實際上就是它實際上就是一個一個PNPN結(jié)的反向電流。結(jié)的反向電流。其大小與溫度有關(guān)。其大小與溫度有關(guān)。 鍺管：鍺管：I CBO為微安數(shù)量級，為微安數(shù)量級， 硅管：硅管：I CBO為納安數(shù)量級。為納安數(shù)量級。CBOCEO)1 (II+ICBOecbICEO（3）極限參數(shù)極限參數(shù) Ic增加時，增加時， 要下降。當(dāng)要下降。當(dāng) 值值下降到線性放大區(qū)下降到線性放大區(qū) 值值的的70時，所對應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許時，所對應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流電流ICM。（a）集電極最大允許電流）集電極最大允許電流ICM（b）集電極最大允）集電極最大允許功率損耗許功率損耗PCM 集電極電流通過集集

28、電極電流通過集電結(jié)時所產(chǎn)生的功耗，電結(jié)時所產(chǎn)生的功耗， PC= ICUCE BICEui(V)IBC=100uAB=80uA=60uA(mA)IIB=0B=40uA=20uABIIPCM0V時，管子導(dǎo)通時，管子導(dǎo)通 2 N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET特點：特點： 當(dāng)當(dāng)uGS=0時，就有溝道，時，就有溝道，加入加入uDS，就有就有iD。 當(dāng)當(dāng)uGS0時，溝道增寬，時，溝道增寬，iD進一步增加。進一步增加。 當(dāng)當(dāng)uGS0時，溝道變窄，時，溝道變窄，iD減小。減小。 在柵極下方的在柵極下方的SiO2層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)uGS=0時，這些正離子已經(jīng)感

29、應(yīng)出反型層，形成了溝道。時，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。 -g漏極s+N襯底P襯底源極d柵極bN+ +-sbgd 3 P溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET P P溝道溝道MOSFETMOSFET的工作原理與的工作原理與N N溝道溝道MOSFETMOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，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。這如同雙極型供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有三極管有NPNNPN型和型和PNPPNP型一樣。型一樣。四種絕緣柵場效應(yīng)管的電路符號本章小結(jié)本章小結(jié)1半導(dǎo)體材料中有兩種載流子：電子和空穴。電子帶負電，空穴帶正電半導(dǎo)體材料中有兩種載流子：電子和空穴。電子帶負電，空穴帶正電。在純凈半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，可以得到。在純凈半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，可以得到N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。2采用一定的工藝措施，使采用一定的工藝措施，使P型和型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就形成了型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就形成了PN結(jié)。結(jié)。PN結(jié)的基本特點是單向?qū)щ娦?。結(jié)的基本特點是