物理電子線路基礎(chǔ)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1物理物理(wl)電子線路基礎(chǔ)電子線路基礎(chǔ)第一頁(yè)，共127頁(yè)。第1頁(yè)/共127頁(yè)第二頁(yè)，共127頁(yè)。第2頁(yè)/共127頁(yè)第三頁(yè)，共127頁(yè)。圖11 原子結(jié)構(gòu)示意圖 (a)硅;(b)鍺 4(a)32(b)414第3頁(yè)/共127頁(yè)第四頁(yè)，共127頁(yè)。第4頁(yè)/共127頁(yè)第五頁(yè)，共127頁(yè)。圖12 硅晶體結(jié)構(gòu)(jigu)和共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)(jigu)示意圖 (a)晶體結(jié)構(gòu)(jigu); (b)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)(jigu) 4444共價(jià)鍵共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子A(a)(b)第5頁(yè)/共127頁(yè)第六頁(yè)，共127頁(yè)。4454多余電子磷原子圖13 N型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)(jigu) 第6頁(yè)/共127頁(yè)第七頁(yè)，共127頁(yè)。4

2、434空穴硼原子圖14 P型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)(jigu) 第7頁(yè)/共127頁(yè)第八頁(yè)，共127頁(yè)。第8頁(yè)/共127頁(yè)第九頁(yè)，共127頁(yè)。第9頁(yè)/共127頁(yè)第十頁(yè)，共127頁(yè)。 圖15 平衡狀態(tài)下的PN結(jié)(a)初始狀態(tài); (b)平衡狀態(tài); (c)電位(din wi)分布 P區(qū)N區(qū)P區(qū)N區(qū)耗盡層空間電荷區(qū)內(nèi)建電場(chǎng)(a)(b)(c)U第10頁(yè)/共127頁(yè)第十一頁(yè)，共127頁(yè)。第11頁(yè)/共127頁(yè)第十二頁(yè)，共127頁(yè)。 圖16 PN正向(zhn xin)運(yùn)用 P區(qū)N區(qū)未加偏壓時(shí)的耗盡層加正偏壓時(shí)的耗盡層未加偏壓時(shí)的電位分布U E電位合成電場(chǎng)( a )( b )ERU第12頁(yè)/共127頁(yè)第十三頁(yè)，共12

3、7頁(yè)。 圖17 PN反向(fn xin)運(yùn)用 未加偏壓時(shí)耗盡層加反偏壓時(shí)耗盡層電位EU E合成電場(chǎng)( a )( b )UR第13頁(yè)/共127頁(yè)第十四頁(yè)，共127頁(yè)。()TKCUU(11) 第14頁(yè)/共127頁(yè)第十五頁(yè)，共127頁(yè)。PDDTCU(12) 第15頁(yè)/共127頁(yè)第十六頁(yè)，共127頁(yè)。第16頁(yè)/共127頁(yè)第十七頁(yè)，共127頁(yè)。 圖18 二極管結(jié)構(gòu)(jigu)與符號(hào) 金屬觸絲P型層N型鍺錫支架(a)N型硅彈性金屬絲鋁合金球P型合金結(jié)(b)二氧化硅保護(hù)層P型擴(kuò)散層N型硅(c)(d)支架第17頁(yè)/共127頁(yè)第十八頁(yè)，共127頁(yè)。第18頁(yè)/共127頁(yè)第十九頁(yè)，共127頁(yè)。第19頁(yè)/共127頁(yè)第

4、二十頁(yè)，共127頁(yè)。 圖19 二極管伏安(f n)特性 0.20.61.0u / V01020121030502AP14i / mA(a)0.20.61.0u / V15750.0010.00220601002AP14i / mA(b)450第20頁(yè)/共127頁(yè)第二十一頁(yè)，共127頁(yè)。 圖110 溫度對(duì)二極管特性的影響 (a)正向(zhn xin)特性; (b)反向特性; (c)擊穿特性 020406080i / mA0.20.40.60.81.0u / V(a)400300 200 100 0u / V1035103102510210151011510i / mA(b)u / V121086

5、0246810i / mA501002CP45251002CW18(c)2CP451252070第21頁(yè)/共127頁(yè)第二十二頁(yè)，共127頁(yè)。(2.0 2.5)/rdUmV CdT (13) 溫度升高時(shí)，由于少數(shù)載流子增加，使反向飽和(boh)電流增大,如圖110(b)所示。溫度每升高10,反向飽和(boh)電流約增大一倍,即211021()()2TTSSITIT (14) 第22頁(yè)/共127頁(yè)第二十三頁(yè)，共127頁(yè)。/(1)Tu USiIe(15) 式(15)可近似(jn s)為 /TuUSi Ie(16a) 當(dāng)u為負(fù)值(f zh),且滿足eu/UT|UP|SEGDEDGmAiD( a )aS

6、EGDEDGmAiD( b )aa第102頁(yè)/共127頁(yè)第一百零三頁(yè)，共127頁(yè)。2(1)GSDDSSPuiIU(164) 第103頁(yè)/共127頁(yè)第一百零四頁(yè)，共127頁(yè)。圖150 N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性(txng)曲線 15 VuGS / V00.10.20.30.40.51.01.52.02.50.513 VuDS 40 V iD / mA1 V2 V5 V第104頁(yè)/共127頁(yè)第一百零五頁(yè)，共127頁(yè)。圖151 N溝道增強(qiáng)型MOSFET結(jié)構(gòu)(jigu)及符號(hào) GDSBL耗盡區(qū)NN源極S柵極G漏極DSiO2SiO2SiO2P襯底襯底B金屬第105頁(yè)/共127頁(yè)第一百零六頁(yè)，共127頁(yè)

7、。第106頁(yè)/共127頁(yè)第一百零七頁(yè)，共127頁(yè)。圖152 N溝道(u do)的形成 NNN溝道耗盡區(qū)P襯底iDuGSuDSSDGB第107頁(yè)/共127頁(yè)第一百零八頁(yè)，共127頁(yè)。212211(1)GSGSDDGSTuuiiuU(165) 第108頁(yè)/共127頁(yè)第一百零九頁(yè)，共127頁(yè)。圖153 增強(qiáng)型NMOS管轉(zhuǎn)移(zhuny)特性曲線 uGS / VuDS 10 V02468iD / mA1234UT第109頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十頁(yè)，共127頁(yè)。圖154 增強(qiáng)型NMOS管輸出特性曲線(qxin) 0uDS / VuGS 10 ViD / mA10205 V6 V7 V8 V9 V第110

8、頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十一頁(yè)，共127頁(yè)。圖155 uDS增大時(shí)增強(qiáng)型MOS管溝道的變化(binhu)過程 (a)uDSuGS-UT.SGEGEDD( a ).SGEGEDD( b ).N溝道.SGEGEDD( c ).第111頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十二頁(yè)，共127頁(yè)。圖156 襯底與源極間電壓(diny)uBS對(duì)iD的影響 uGS / VuBS 0 V02468iD / mA123105 V10 V15 V第112頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十三頁(yè)，共127頁(yè)。第113頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十四頁(yè)，共127頁(yè)。圖157 耗盡型NMOS管特性曲線(qxin)(a)轉(zhuǎn)移特性曲線(qxin); (b)輸

9、出特性曲線(qxin) 10 VuGS / V012341235uDS 20 ViD / mA(a)(b)uDS / V12345uBS 0 ViD / mA02.5 V2.0 V1.5 V1.0 V0.5 V0 VuGS 0.5 V30510152025第114頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十五頁(yè)，共127頁(yè)。第115頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十六頁(yè)，共127頁(yè)。表12 各種類型的FET的特性(txng) 第116頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十七頁(yè)，共127頁(yè)。表12 各種類型的FET的特性(txng) 第117頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十八頁(yè)，共127頁(yè)。,電時(shí)的柵源電壓值。第118頁(yè)/共127頁(yè)第一百一十九頁(yè)

10、，共127頁(yè)。第119頁(yè)/共127頁(yè)第一百二十頁(yè)，共127頁(yè)。()DSBSDmuuGSdigdu常數(shù)(chngsh) (166) (2)背柵跨導(dǎo)gmb:當(dāng)uDS、uBS為常數(shù)(chngsh)時(shí),iD的微變量與uBS電壓的微變量之比,即()DSGSDmuuGSdigdu常數(shù) (167) gmb和gm之比稱為跨導(dǎo)比,用表示,即mbmgg(168) 第120頁(yè)/共127頁(yè)第一百二十一頁(yè)，共127頁(yè)。圖158與襯底濃度(nngd)NA和襯底負(fù)偏壓uBS的關(guān)系 (a)與NA關(guān)系;(b)與uBS關(guān)系 第121頁(yè)/共127頁(yè)第一百二十二頁(yè)，共127頁(yè)。()GSBSDSdsuuDdurdi常數(shù)(chngsh) (169) 第122頁(yè)/共127頁(yè)第一百二十三頁(yè)，共127頁(yè)。DMDDSPI U(170) 第123頁(yè)/共127頁(yè)第一百二十四頁(yè)，共127頁(yè)。圖159 溫度對(duì)轉(zhuǎn)移(zhuny)特性的影響 (a)耗盡型; (b)增強(qiáng)型 第124頁(yè)/共127頁(yè)第一百二十五頁(yè)，共127頁(yè)。 (4)正常工作時(shí),耗盡型MOS