第12講-半導(dǎo)體三極管與場(chǎng)效應(yīng)管

1、C 集電極集電極B 基極基極E 發(fā)射極發(fā)射極集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)EBCEBCC 集電極集電極B 基極基極E 發(fā)射極發(fā)射極集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)IEIEIBIB很薄且摻雜濃度最低很薄且摻雜濃度最低摻雜濃度最高摻雜濃度最高C 集電極集電極B 基極基極E 發(fā)射極發(fā)射極集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)EEBRBRCIEICIBIEICIB共射極放大電路共射極放大電路UBE=0.3V,0.7VUBE= -0.3V,-0.7V基極電流的微小變化基極電流的微小變化 IB能夠能夠引起較大的集電極電流變化引起較大的集電

2、極電流變化 IC,這這就是三極管的電流放大作用。就是三極管的電流放大作用。 EEBRBRCIEICIBBECNNPEBRBECIEIBNICNICBO基區(qū)空穴向發(fā)射基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。區(qū)的擴(kuò)散可忽略。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流成發(fā)射極電流IE。進(jìn)入進(jìn)入P區(qū)的電子少部分區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流形成電流I IBN BN ，多數(shù)擴(kuò)，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。散到集電結(jié)。基區(qū)的電子作為集電結(jié)基區(qū)的電子作為集電結(jié)少子，漂移進(jìn)集電區(qū)被少子，漂移進(jìn)集電區(qū)被集電極收集，形成集電極收集，形成ICN。集電結(jié)反偏，

3、有少子集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流形成的反向電流ICBO。發(fā)射極是輸入回路和輸出回路的發(fā)射極是輸入回路和輸出回路的公共端公共端 輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VOUBEIB+RBEBIB=020 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912OICmAUCEIBECV+IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)9120放大區(qū)放大區(qū)深度飽和時(shí)，

4、深度飽和時(shí)， 硅管硅管UCES 0.3V， BCII_ BCII ICBO A+EC AICEOIB=0+6)集電極最大允許耗散功耗集電極最大允許耗散功耗PCMPC PCM =IC UCEICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)ICUCEOBCII 7 7、三極管型號(hào)的含義、三極管型號(hào)的含義2)2)用字母表示三極管的材料與類(lèi)型。如用字母表示三極管的材料與類(lèi)型。如A A表示表示PNPPNP型鍺管，型鍺管，B B表示表示NPNNPN型鍺管，型鍺管，C C表示表示PNPPNP型硅管，型硅管，D D表示表示NPNNPN型硅管型硅管。3)3)由字母組成，表示器件類(lèi)型，即表明管子的功能由字母組成，表示器

5、件類(lèi)型，即表明管子的功能。如: X表示低頻小功率管， G表示高頻小功率管， D表示低頻大功率管， A表示高頻大功率管。 三極管的型號(hào)一般由五部分組成三極管的型號(hào)一般由五部分組成, ,如如3AX31A3AX31A、3DG12B3DG12B、3CG14G3CG14G等。下面以等。下面以3DG12B3DG12B為例說(shuō)明各部分的含義。為例說(shuō)明各部分的含義。) 1 (3)2(D) 3(G)4(12)5(B1) 用數(shù)字表示電極數(shù)目。用數(shù)字表示電極數(shù)目?！?”代表三極管。代表三極管。4)4)用數(shù)字表示三極管的用數(shù)字表示三極管的序號(hào)序號(hào)。(5)(5)由字母組成由字母組成, ,表示三極管的表示三極管的規(guī)格號(hào)規(guī)格

6、號(hào)。8、常見(jiàn)三極管的外形結(jié)構(gòu)、常見(jiàn)三極管的外形結(jié)構(gòu)小功率管塑封管硅銅塑封三極管實(shí)物照片實(shí)物照片1、器件特點(diǎn)：、器件特點(diǎn)：1)單極性器件單極性器件( (只有只有一種載流子參與導(dǎo)電一種載流子參與導(dǎo)電) )3)工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、體積小、成本低。工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、體積小、成本低。2)輸入電阻很高輸入電阻很高( (107 1015 ，IGFET 可高可高達(dá)達(dá) 1015 ) ) ( (FET Field Effect Transistor) )182、 結(jié)構(gòu)與符號(hào)結(jié)構(gòu)與符號(hào)N 溝道溝道 JFETP 溝道溝道 JFET194、轉(zhuǎn)移特性和輸出特性、轉(zhuǎn)移特性和輸出特性UGS( (off) )當(dāng)當(dāng)

7、 UGS( (off) ) uGS 0 時(shí)時(shí),2GS(off)GSDSSD)1(UuIi uGSiDIDSSuDSiDuGS = 3 V 2 V 1 V0 V 3 VOO201)、增強(qiáng)型增強(qiáng)型 N 溝道溝道 MOSFET ( (Mental Oxide Semicoductor FET) )5、MOS 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)與符號(hào)結(jié)構(gòu)與符號(hào)P 型襯底型襯底( (摻雜濃度低摻雜濃度低) )N+N+用擴(kuò)散的方法用擴(kuò)散的方法制作兩個(gè)制作兩個(gè) N 區(qū)區(qū)在硅片表面生一層薄在硅片表面生一層薄 SiO2 絕緣層絕緣層S D用金屬鋁引出用金屬鋁引出源極源極 S 和漏極和漏極 DG在絕緣層上噴金屬鋁引出柵極在絕緣

8、層上噴金屬鋁引出柵極 GB耗耗盡盡層層S 源極源極 SourceG 柵極柵極 Grid D 漏極漏極 DrainSGDB21轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線DS)(GSDUufi 2 4 64321uGS /ViD /mAUDS = 10 VUGS (th)當(dāng)當(dāng) uGS UGS( (th) ) 時(shí)：時(shí)：2GS(th)GSDOD)1( UuIiuGS = 2UGS( (th) ) 時(shí)的時(shí)的 iD 值值開(kāi)啟電壓開(kāi)啟電壓O22輸出特性曲線輸出特性曲線GS)(DSDUufi 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)uDS 107 MOSFET：RGS = 109 1015IDSSuGS /ViD /mAO274)低頻低頻跨導(dǎo)跨導(dǎo)

9、 gm 常數(shù)DSGSDmUuig 反映了反映了uGS 對(duì)對(duì) iD 的控制能力的控制能力放大倍數(shù)放大倍數(shù)，單位單位 S( (西門(mén)子西門(mén)子) )。一般為幾。一般為幾毫西毫西 ( (mS) )uGS /ViD /mAQO281.器件的類(lèi)型器件的類(lèi)型按導(dǎo)電溝道分按導(dǎo)電溝道分 N 溝道溝道P 溝道溝道按結(jié)構(gòu)分按結(jié)構(gòu)分 絕緣柵型絕緣柵型 ( (MOS) )結(jié)型結(jié)型按特性分按特性分 增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型uGS = 0 時(shí)，時(shí)， iD = 0uGS = 0 時(shí)，時(shí)， iD 0增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型( (耗盡型耗盡型) )292.主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)通過(guò)柵源極之間的電壓改變溝道寬度通過(guò)柵源極之間的電壓改變溝道寬度控制漏極電流?？刂坡O電流。輸入電阻高，工藝簡(jiǎn)單，容易集成。輸入電阻高，工藝簡(jiǎn)單，容易集成。由于由于 FET 無(wú)柵極電流，故采用轉(zhuǎn)移特性和無(wú)柵極電流，故采用轉(zhuǎn)移特性和輸出特性描述。輸出特性描述。3.工作特性工作特性304.不同類(lèi)型不同類(lèi)型 FET 轉(zhuǎn)移特性比較轉(zhuǎn)移特性比較結(jié)型結(jié)型N 溝道溝道uGS /