晶體三極管和場(chǎng)效晶體管02[1]-2概述

1、第第 2 章晶體三極管和場(chǎng)效晶體管章晶體三極管和場(chǎng)效晶體管本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)2.1晶體三極管晶體三極管2.2場(chǎng)效晶體管場(chǎng)效晶體管本章小結(jié)本章小結(jié)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 理解晶體管的結(jié)構(gòu)和分類，熟悉其外形、圖形符號(hào)。掌理解晶體管的結(jié)構(gòu)和分類，熟悉其外形、圖形符號(hào)。掌握三極管電流分配關(guān)系。握三極管電流分配關(guān)系。2. 掌握三極管的輸入特性、輸出特性及三種工作狀態(tài)，了掌握三極管的輸入特性、輸出特性及三種工作狀態(tài)，了解其主要參數(shù)。解其主要參數(shù)。3. 掌握用萬(wàn)用表對(duì)三極管進(jìn)行測(cè)試的方法。掌握用萬(wàn)用表對(duì)三極管進(jìn)行測(cè)試的方法。4. 了解場(chǎng)效晶體管的類型及工作原理，熟悉其圖形符號(hào)，了解場(chǎng)效晶體管的類

2、型及工作原理，熟悉其圖形符號(hào)，理解其轉(zhuǎn)移特性和輸出特性，了解其使用的注意事項(xiàng)。理解其轉(zhuǎn)移特性和輸出特性，了解其使用的注意事項(xiàng)。2.1晶體三極管晶體三極管2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號(hào)三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號(hào) 2.1.2三極管的工作電壓和基本連接方式三極管的工作電壓和基本連接方式2.1.3三極管內(nèi)電流的分配和放大作用三極管內(nèi)電流的分配和放大作用2.1.4三極管的輸入和輸出特性三極管的輸入和輸出特性2.1.5三極管主要參數(shù)三極管主要參數(shù)2.1.6三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試2.1晶體三極管晶體三極管晶體三極管：晶體三極管：是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流是一種利用輸入電流控制輸出電流的

3、電流控制型器件?？刂菩推骷?。特點(diǎn)：特點(diǎn)：管內(nèi)有兩種載流子參與導(dǎo)電。管內(nèi)有兩種載流子參與導(dǎo)電。2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號(hào)三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號(hào)一、晶體三極管的基本結(jié)構(gòu)一、晶體三極管的基本結(jié)構(gòu)1三極管的外形三極管的外形特點(diǎn)：特點(diǎn)：有三個(gè)電有三個(gè)電極，故稱極，故稱三極管三極管。 2三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)圖三極管的結(jié)構(gòu)圖特點(diǎn)：特點(diǎn)：有三個(gè)區(qū)有三個(gè)區(qū) 發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；兩個(gè)兩個(gè) PN 結(jié)結(jié) 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)( (BE 結(jié)結(jié)) )、集電結(jié)、集電結(jié)( (BC 結(jié)結(jié)) )；三個(gè)電極三個(gè)電極 發(fā)射極發(fā)射極 e( (E) ) 、基極、基極 b( (B) ) 和集電極和

4、集電極 c( (C) )；兩種類型兩種類型 PNP 型管和型管和 NPN 型管。型管。 工藝要求：工藝要求：發(fā)射區(qū)摻雜濃度較大；基區(qū)很薄且摻雜最少；集電區(qū)發(fā)射區(qū)摻雜濃度較大；基區(qū)很薄且摻雜最少；集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。二、晶體三極管的符號(hào)二、晶體三極管的符號(hào)三極管符號(hào)三極管符號(hào)箭頭：箭頭：表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時(shí)的電流方向。表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時(shí)的電流方向。文字符號(hào)：文字符號(hào)：V 三、晶體三極管的分類三、晶體三極管的分類1三極管有多種分類方法。三極管有多種分類方法。按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：有有 NPN 型和型和 PNP 型管；型管；按工作頻率分：按工作頻率分：有

5、低頻和高頻管；有低頻和高頻管；按功率分：按功率分：有小功率和大功率管；有小功率和大功率管；按用途分：按用途分：有普通管和開(kāi)關(guān)管；有普通管和開(kāi)關(guān)管；按半導(dǎo)體材料分：按半導(dǎo)體材料分：有鍺管和硅管等等。有鍺管和硅管等等。2國(guó)產(chǎn)三極管命名法：見(jiàn)國(guó)產(chǎn)三極管命名法：見(jiàn)電子線路電子線路（陳其純主編）（陳其純主編）P261 附錄。附錄。例如：例如：3DG 表示高頻小功率表示高頻小功率 NPN 型硅三極管；型硅三極管； 3CG 表示高頻小功率表示高頻小功率 PNP 型硅三極管；型硅三極管； 3AK 表示表示 PNP 型開(kāi)關(guān)鍺三極管等。型開(kāi)關(guān)鍺三極管等。2.1.2三極管的工作電壓和基本連接方式三極管的工作電壓和基

6、本連接方式一、晶體三極管的工作電壓一、晶體三極管的工作電壓 三極管的基本作用三極管的基本作用是放大電信號(hào)。是放大電信號(hào)。三極管工作在放大狀態(tài)的外部條件是：三極管工作在放大狀態(tài)的外部條件是：發(fā)射結(jié)加正向電壓，發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。集電結(jié)加反向電壓。三極管電源的接法三極管電源的接法三極管電源的接法三極管電源的接法V為三極管為三極管GC為集電為集電極電源極電源GB為基極電為基極電源，又稱偏源，又稱偏置電源置電源Rb為基極為基極電阻電阻Rc為集電為集電極電阻。極電阻。 二、晶體三極管在電路中的基本連接方式二、晶體三極管在電路中的基本連接方式有三種基本連接方式：有三種基本連接方式：共發(fā)射極

7、、共基極和共集電極接共發(fā)射極、共基極和共集電極接法。最常用的是共發(fā)射極接法。法。最常用的是共發(fā)射極接法。三極管在電路中的三種基本連接方式三極管在電路中的三種基本連接方式2.1.3三極管內(nèi)電流的分配和放大作用三極管內(nèi)電流的分配和放大作用一、電流分配關(guān)系一、電流分配關(guān)系測(cè)量電路如圖測(cè)量電路如圖調(diào)節(jié)電位器，測(cè)得發(fā)射極電流、基極電流和集電極電調(diào)節(jié)電位器，測(cè)得發(fā)射極電流、基極電流和集電極電流的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如表所示。流的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如表所示。因因 IB 很小，則很小，則IC IE IE = IC + IB由表可見(jiàn)，三極管中電流分配關(guān)系如下：由表可見(jiàn)，三極管中電流分配關(guān)系如下：IB/mA-0.00100.010.0

8、20.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96 說(shuō)明：說(shuō)明：1IE = 0 時(shí)，時(shí)，IC = - -IB = ICBO 。ICBO 稱為集電極稱為集電極基極反向飽和電流，見(jiàn)圖基極反向飽和電流，見(jiàn)圖 2.1.7( (a) ) 。一般一般 ICBO 很小，與溫度有關(guān)。很小，與溫度有關(guān)。2 IB = 0 時(shí)，時(shí)，IC = IE = ICEO 。ICEO 稱為集電極稱為集電極發(fā)發(fā)射極反向電流，又叫射極反向電流，又叫 穿透電穿透電流流，見(jiàn)圖，見(jiàn)圖 ( (b) )。ICEO 越小，三極管溫度越小，三

9、極管溫度穩(wěn)定性越好。硅管的溫度穩(wěn)穩(wěn)定性越好。硅管的溫度穩(wěn)定性比鍺管好。定性比鍺管好。ICBO 與與 ICEO示意圖示意圖二、晶體三極管的電流放大作用二、晶體三極管的電流放大作用當(dāng)基極電流當(dāng)基極電流 IB 由由 0.01 mA 變到變到 0.02 mA 時(shí)，集電極電流時(shí)，集電極電流 IC 由由 0.56 mA 變到變到 1.14 mA 。上面兩個(gè)變化量之比為。上面兩個(gè)變化量之比為58mA01. 0mA58. 0BC II這說(shuō)明，當(dāng)這說(shuō)明，當(dāng) IB 有一微小變化時(shí)，就能引起有一微小變化時(shí)，就能引起 IC 較大的變化，較大的變化，這種現(xiàn)象稱為三極管的電流放大作用。比值用符號(hào)這種現(xiàn)象稱為三極管的電流放

10、大作用。比值用符號(hào) 來(lái)表示，來(lái)表示，稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，簡(jiǎn)稱稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，簡(jiǎn)稱“交流交流 ” ，即，即BCII 結(jié)論：結(jié)論： 1三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用基極電流基極電流 IB 微小的變化，微小的變化，引起集電極電流引起集電極電流 IC 較大變化。較大變化。BCII 2交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù) 表示三極管放大交流電流的能表示三極管放大交流電流的能力力 4通常通常 ， ，所以可表示為，所以可表示為 BCII BCII考慮考慮 ICEO ，則，則CEOBCIIIBCII 3直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù) 表示三極管放大直流電流的能表示三極管放大直流

11、電流的能力力 2.1.4三極管的輸入和輸出特性三極管的輸入和輸出特性一、共發(fā)射極輸入特性曲線一、共發(fā)射極輸入特性曲線集射極之間的電壓集射極之間的電壓 VCE 一一定時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓定時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓 VBE 與基極與基極電流電流 IB 之間的關(guān)系曲線。之間的關(guān)系曲線。共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線由圖可見(jiàn)：由圖可見(jiàn)：1當(dāng)當(dāng)V CE 2 V 時(shí)，特性時(shí)，特性曲線基本重合。曲線基本重合。2當(dāng)當(dāng) VBE 很小時(shí)，很小時(shí)，IB 等于等于零，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。零，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線4三極管導(dǎo)通后，三極管導(dǎo)通后，VBE 基本基本不變。硅管約為不變。硅管約為

12、 0.7 V ，鍺管，鍺管 約約為為 0.3 V ，稱為三極管的導(dǎo)通電，稱為三極管的導(dǎo)通電壓。壓。5VBE 與與 IB 成非線性關(guān)系。成非線性關(guān)系。3當(dāng)當(dāng) VBE 大于門(mén)檻電壓大于門(mén)檻電壓( (硅管約硅管約 0.5 V，鍺管約，鍺管約 0.2 V) )時(shí)，時(shí)，IB 逐漸增大，三極管開(kāi)始導(dǎo)通。逐漸增大，三極管開(kāi)始導(dǎo)通。二、晶體三極管的輸出特性曲線二、晶體三極管的輸出特性曲線基極電流一定時(shí)，集、射極之間的電壓與集電極電流的基極電流一定時(shí)，集、射極之間的電壓與集電極電流的關(guān)系曲線。關(guān)系曲線。動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà) 晶體三極管的輸出特性曲線晶體三極管的輸出特性曲線輸出特性曲線可分為三個(gè)工作區(qū)輸出特性曲線可分為三個(gè)工

13、作區(qū):1截止區(qū)截止區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： IB = 0，IC = ICEO 。2飽和區(qū)飽和區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：VCE = VCES。VCES 稱為飽和管壓降，小功率硅管約稱為飽和管壓降，小功率硅管約 0.3 V，鍺管約為，鍺管約為 0.1 V。3放大區(qū)放大區(qū)條件：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。特點(diǎn)：特點(diǎn)： IC 受受 IB 控制控制 ，即，即 IC = IB 。在放大狀態(tài)，當(dāng)在放大狀態(tài)，當(dāng) IB 一定時(shí)，一定時(shí)，IC 不隨不隨 VCE 變化，即放大狀變化，即

14、放大狀態(tài)的三極管具有恒流特性。態(tài)的三極管具有恒流特性。 2.1.5三極管主要參數(shù)三極管主要參數(shù)三極管的參數(shù)三極管的參數(shù)是表征管子的性能和適用范圍的參考數(shù)據(jù)。是表征管子的性能和適用范圍的參考數(shù)據(jù)。一、共發(fā)射極電流放大系數(shù)一、共發(fā)射極電流放大系數(shù) 1直流放大系數(shù)直流放大系數(shù)2交流放大系數(shù)交流放大系數(shù) 電流放大系數(shù)一般在電流放大系數(shù)一般在 10 100 之間。太小，放大能力弱，之間。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不穩(wěn)定。一般取太大易使管子性能不穩(wěn)定。一般取 30 80 為宜。為宜。 二、極間反向飽和電流二、極間反向飽和電流1集電極集電極 基極反向飽和電流基極反向飽和電流 ICBO。2集電極集電極

15、 發(fā)射極反向飽和電流發(fā)射極反向飽和電流 ICEO。ICEO = ( 1 + ) ICBO 反向飽和電流隨反向飽和電流隨溫度溫度增加而增加，是管子工作狀態(tài)不穩(wěn)增加而增加，是管子工作狀態(tài)不穩(wěn)定的主要因素。因此，常把它作為定的主要因素。因此，常把它作為判斷管子性能判斷管子性能的重要依據(jù)。的重要依據(jù)。硅硅管管反向飽和電流反向飽和電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小小于于鍺鍺管，在溫度變化范圍大的工作環(huán)管，在溫度變化范圍大的工作環(huán)境應(yīng)選用硅管。境應(yīng)選用硅管。 三、極限參數(shù)三、極限參數(shù)1集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ICM 三極管工作時(shí)，當(dāng)集電極電流超過(guò)三極管工作時(shí)，當(dāng)集電極電流超過(guò) ICM 時(shí)，管子性能將顯時(shí)，管子性能將

16、顯著下降，并有可能燒壞管子。著下降，并有可能燒壞管子。2集電極最大允許耗散功率集電極最大允許耗散功率 PCM 當(dāng)管子集電結(jié)兩端電壓與通過(guò)電流的乘積超過(guò)此值時(shí)，當(dāng)管子集電結(jié)兩端電壓與通過(guò)電流的乘積超過(guò)此值時(shí)，管子性能變壞或燒毀。管子性能變壞或燒毀。3集電極集電極 發(fā)射極間反向擊穿電壓發(fā)射極間反向擊穿電壓 V(BR)CEO 管子基極開(kāi)路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。管子基極開(kāi)路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。當(dāng)電壓越過(guò)此值時(shí)，管子將發(fā)生電擊穿，若電擊穿導(dǎo)致熱擊當(dāng)電壓越過(guò)此值時(shí)，管子將發(fā)生電擊穿，若電擊穿導(dǎo)致熱擊穿會(huì)損壞管子。穿會(huì)損壞管子。2.1.6三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試判別

17、硅管和鍺管的測(cè)試電路判別硅管和鍺管的測(cè)試電路 一、硅管或鍺管的判別一、硅管或鍺管的判別當(dāng)當(dāng)V = 0.10.3V時(shí)為時(shí)為鍺管。鍺管。當(dāng)當(dāng)V =0. .60. .7V時(shí)，時(shí)，為硅管為硅管二、估計(jì)比較二、估計(jì)比較 的大小的大小 NPN 管估測(cè)電路如圖所示。管估測(cè)電路如圖所示。估測(cè)估測(cè) 的電路的電路萬(wàn)用表設(shè)置在萬(wàn)用表設(shè)置在 R 1 k 擋，測(cè)量并比較開(kāi)關(guān)擋，測(cè)量并比較開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)和接通斷開(kāi)和接通時(shí)的電阻值。前后兩個(gè)讀數(shù)相差越大，說(shuō)明管子的時(shí)的電阻值。前后兩個(gè)讀數(shù)相差越大，說(shuō)明管子的 越高，即越高，即電流放大能力越大。電流放大能力越大。估測(cè)估測(cè) PNP 管時(shí)，將萬(wàn)用表兩只表筆對(duì)換位置。管時(shí)，將萬(wàn)用表

18、兩只表筆對(duì)換位置。 三、估測(cè)三、估測(cè) ICEONPN 管估測(cè)電路如圖所示。所測(cè)阻值越大，說(shuō)明管子的管估測(cè)電路如圖所示。所測(cè)阻值越大，說(shuō)明管子的 ICEO 越小。若阻值無(wú)窮大，三極管開(kāi)路；若阻值為零，三極越小。若阻值無(wú)窮大，三極管開(kāi)路；若阻值為零，三極管短路。管短路。 測(cè)測(cè) PNP 型管時(shí)，紅、黑表筆對(duì)調(diào)，方法同前。型管時(shí)，紅、黑表筆對(duì)調(diào)，方法同前。I CEO 的的估測(cè)估測(cè)四、四、NPN 管型和管型和 PNP 管型的判斷管型的判斷基極基極 b 的判斷的判斷將萬(wàn)用表設(shè)置在將萬(wàn)用表設(shè)置在 R 1 k 或或 R 100 k 擋，用黑表筆和任一擋，用黑表筆和任一管腳相接管腳相接( (假設(shè)它是基極假設(shè)它是

19、基極 b) )，紅表筆分別和另外兩個(gè)管腳相接，紅表筆分別和另外兩個(gè)管腳相接，如果測(cè)得兩個(gè)阻值都很小，則黑表筆所連接的就是基極，而且如果測(cè)得兩個(gè)阻值都很小，則黑表筆所連接的就是基極，而且是是 NPN 型的管子。如圖型的管子。如圖( (a) )所示。如果按上述方法測(cè)得的結(jié)果所示。如果按上述方法測(cè)得的結(jié)果均為高阻值，則黑表筆所連接的是均為高阻值，則黑表筆所連接的是 PNP 管的基極。如圖管的基極。如圖 ( (b) )所所示。示。五、五、e、b、c 三個(gè)管腳的判斷三個(gè)管腳的判斷估測(cè)估測(cè) 的電路的電路如圖所示，首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測(cè)如圖所示，首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測(cè) 值

20、的方法判斷值的方法判斷 c 、e 極。極。方法是先假定一個(gè)待定電極為集電極方法是先假定一個(gè)待定電極為集電極( (另一個(gè)假定為發(fā)射另一個(gè)假定為發(fā)射極極) )接入電路，記下電阻表的擺動(dòng)幅度，接入電路，記下電阻表的擺動(dòng)幅度，然后再把兩個(gè)待定電然后再把兩個(gè)待定電極對(duì)調(diào)一下接入電路，并記下電阻表的擺動(dòng)幅度。極對(duì)調(diào)一下接入電路，并記下電阻表的擺動(dòng)幅度。擺動(dòng)幅度大的一次，黑擺動(dòng)幅度大的一次，黑表筆所連接的管腳是集電極表筆所連接的管腳是集電極 c，紅表筆所連接的管腳為發(fā)射紅表筆所連接的管腳為發(fā)射極極 e。測(cè)測(cè) PNP 管時(shí)，只要把圖管時(shí)，只要把圖 示電路中紅、黑表筆對(duì)調(diào)位示電路中紅、黑表筆對(duì)調(diào)位置，仍照上述方

21、法測(cè)試。置，仍照上述方法測(cè)試。2.2場(chǎng)效晶體管場(chǎng)效晶體管2.2.1結(jié)型場(chǎng)效晶體管結(jié)型場(chǎng)效晶體管2.2.2絕緣柵場(chǎng)效晶體管絕緣柵場(chǎng)效晶體管2.2.3場(chǎng)效晶體管的主要參數(shù)和特點(diǎn)場(chǎng)效晶體管的主要參數(shù)和特點(diǎn)工程應(yīng)用工程應(yīng)用2.2場(chǎng)效晶體管場(chǎng)效晶體管 場(chǎng)效晶體管場(chǎng)效晶體管：是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)控制是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)控制輸出電流的電壓控制型器件。輸出電流的電壓控制型器件。特點(diǎn)：特點(diǎn)：管子內(nèi)部只有一種載流子參與導(dǎo)電，稱為單管子內(nèi)部只有一種載流子參與導(dǎo)電，稱為單極型晶體三極管。極型晶體三極管。2.2.1結(jié)型場(chǎng)效晶體管結(jié)型場(chǎng)效晶體管N 溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管P 溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管

22、溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管一、結(jié)構(gòu)和符號(hào)一、結(jié)構(gòu)和符號(hào)N 溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)如圖所示；溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)如圖所示；P 溝道結(jié)溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管如圖所示。型場(chǎng)效晶體管如圖所示。特點(diǎn)：特點(diǎn)：由兩個(gè)由兩個(gè) PN 結(jié)和一個(gè)導(dǎo)電溝道所組成。三個(gè)電極分結(jié)和一個(gè)導(dǎo)電溝道所組成。三個(gè)電極分別為源極別為源極 S、漏極、漏極 D 和柵極和柵極 G。漏極和源極具有互換性。漏極和源極具有互換性。工作條件：工作條件：兩個(gè)兩個(gè) PN 結(jié)加反向電壓。結(jié)加反向電壓。二、工作原理二、工作原理以以 N 溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管為例，原理電路如圖所示。溝道結(jié)型場(chǎng)效晶體管為例，原理電路如圖所示。動(dòng)畫(huà)結(jié)型場(chǎng)效晶體管結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)結(jié)

23、型場(chǎng)效晶體管結(jié)構(gòu)工作原理如下：工作原理如下：VDS 0； VGS 0 ，在絕緣層和襯底之間感應(yīng)出一個(gè)反型層，在絕緣層和襯底之間感應(yīng)出一個(gè)反型層，使漏極和源極之間產(chǎn)生導(dǎo)電溝道。在漏、源極間加一正向電使漏極和源極之間產(chǎn)生導(dǎo)電溝道。在漏、源極間加一正向電壓壓 VDS 時(shí)，將產(chǎn)生電流時(shí)，將產(chǎn)生電流 ID 。開(kāi)啟電壓開(kāi)啟電壓 VT ：增強(qiáng)：增強(qiáng)型型 MOS 管開(kāi)始形成反型管開(kāi)始形成反型層的柵源電壓。層的柵源電壓。N 溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效晶體管工作原理溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效晶體管工作原理 N 溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效晶體管工作原理溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效晶體管工作原理 ( (3) )在在 VDS 0 時(shí)：時(shí)：若若

24、VGS VT ，出現(xiàn)反型層，出現(xiàn)反型層( (即即導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道) ) ，D、S 之間之間有電有電流流 ID 流過(guò)流過(guò)；若若 VGS 逐漸逐漸增大增大，導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道變寬變寬，ID 也也隨之逐漸隨之逐漸增大增大，即，即 VGS 控制控制 ID 的變化。的變化。2N 溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效晶體管溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效晶體管夾斷電壓：夾斷電壓：使使 ID = 0 時(shí)的柵源電壓。時(shí)的柵源電壓。 結(jié)構(gòu)及符號(hào)如結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖所示。圖所示。特點(diǎn)：特點(diǎn)：管子本身已形成導(dǎo)電溝道。管子本身已形成導(dǎo)電溝道。 N 溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效晶體管溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效晶體管 N 溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效晶體管溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效

25、晶體管工作原理：在工作原理：在 VDS 0 時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng) VGS = 0 導(dǎo)電溝道有電流導(dǎo)電溝道有電流 ID；當(dāng)當(dāng) VGS 0 并逐漸增大時(shí)，溝道變寬，使并逐漸增大時(shí)，溝道變寬，使 ID 增大；增大； 當(dāng)當(dāng) VGS VT 時(shí)，時(shí)，ID 0 。 耗盡型耗盡型：當(dāng)當(dāng) VGS = 0 時(shí)，時(shí)， ID 0 ；當(dāng)當(dāng) VGS 為負(fù)電壓時(shí)為負(fù)電壓時(shí) ID 減小；減??；當(dāng)當(dāng) VGS = VPS 時(shí)，時(shí)， ID = 0 。 2輸出特性曲線輸出特性曲線3跨導(dǎo)跨導(dǎo)可調(diào)電阻區(qū)可調(diào)電阻區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)擊擊穿區(qū)穿區(qū)三個(gè)區(qū)三個(gè)區(qū)的含義與結(jié)型管輸出特性的含義與結(jié)型管輸出特性曲線曲線三個(gè)區(qū)相同。三個(gè)區(qū)相同。N 溝道溝道 MOS

26、管輸出特性曲線管輸出特性曲線常數(shù)DSGSDmVVIg 三、絕緣柵場(chǎng)效晶體管的圖形符號(hào)三、絕緣柵場(chǎng)效晶體管的圖形符號(hào)MOS 管的圖形符號(hào)管的圖形符號(hào) 注意注意 N、P 溝溝道的區(qū)別在于道的區(qū)別在于圖中箭頭的指圖中箭頭的指向相反。向相反。2.2.3場(chǎng)效晶體管的主要參數(shù)和特點(diǎn)場(chǎng)效晶體管的主要參數(shù)和特點(diǎn)一、主要參數(shù)一、主要參數(shù)1直流參數(shù)直流參數(shù) ( (1) )開(kāi)啟電壓開(kāi)啟電壓 VT 在在 VDS 為定值的條件下，增強(qiáng)型場(chǎng)效晶體管開(kāi)始導(dǎo)通為定值的條件下，增強(qiáng)型場(chǎng)效晶體管開(kāi)始導(dǎo)通( (ID 達(dá)到某一定值，如達(dá)到某一定值，如 10 A) )時(shí)，所需加時(shí)，所需加 VGS 的值。的值。( (2) )夾斷電壓夾斷

27、電壓 VP 在在VDS 為定值的條件下，耗盡型場(chǎng)效晶體管為定值的條件下，耗盡型場(chǎng)效晶體管 ID 減小到近于減小到近于零時(shí)零時(shí) VGS 的值。的值。( (3) )飽和漏極電流飽和漏極電流 IDSS 耗盡型場(chǎng)效晶體管工作在飽和區(qū)且耗盡型場(chǎng)效晶體管工作在飽和區(qū)且 VGS = 0 時(shí)，所對(duì)應(yīng)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的漏極電流。的漏極電流。 ( (4) )直流輸入電阻直流輸入電阻 RGS 柵源電壓柵源電壓 VGS 與對(duì)應(yīng)的柵極電流與對(duì)應(yīng)的柵極電流 IG 之比。之比。場(chǎng)效晶體管輸入電阻很高，結(jié)型管一般在場(chǎng)效晶體管輸入電阻很高，結(jié)型管一般在 107 以以 上；上；絕緣柵管則更高，一般在絕緣柵管則更高，一般在 109 以上

28、。以上。 2交流參數(shù)交流參數(shù)( (1) )跨導(dǎo)跨導(dǎo) gmVDS 一定時(shí)，漏極電流變化量一定時(shí)，漏極電流變化量 ID 和引起這個(gè)變化的柵和引起這個(gè)變化的柵源電壓變化量源電壓變化量 VDS 之比。它表示了柵源電壓對(duì)漏極電流的之比。它表示了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力?？刂颇芰?。( (2) )極間電容極間電容場(chǎng)效晶體管三個(gè)電極之間的等效電容場(chǎng)效晶體管三個(gè)電極之間的等效電容 CGS、CGD、CDS，一般為幾個(gè)皮法，結(jié)電容小的管子，高頻性能好。一般為幾個(gè)皮法，結(jié)電容小的管子，高頻性能好。3極限參數(shù)極限參數(shù)( (1) )漏極最大允許耗散功率漏極最大允許耗散功率 PDMID 與與 VDS 的乘積不應(yīng)超過(guò)的極

29、限值。的乘積不應(yīng)超過(guò)的極限值。( (2) )漏極擊穿電壓漏極擊穿電壓 V(BR) DS漏極電流漏極電流 ID 開(kāi)始劇增時(shí)所加的漏源間的電壓。開(kāi)始劇增時(shí)所加的漏源間的電壓。二、場(chǎng)效晶體管的特點(diǎn)二、場(chǎng)效晶體管的特點(diǎn)場(chǎng)效晶體管與普通三極管比較表場(chǎng)效晶體管與普通三極管比較表項(xiàng)項(xiàng) 目目器器 件件 名名 稱稱晶體三極管晶體三極管場(chǎng)場(chǎng) 效效 應(yīng)應(yīng) 管管極型特點(diǎn)極型特點(diǎn)雙雙 極極 型型單單 極極 型型控制方式控制方式電電 流流 控控 制制電電 壓壓 控控 制制類類 型型PNP 型、型、NPN 型型N 溝道、溝道、P 溝道溝道放大參數(shù)放大參數(shù) = 50 200gm= 1 000 5 000 A/V輸入電阻輸入電

30、阻102 104 107 1015 噪噪 聲聲較較 大大較較 小小熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性差差好好抗輻射能力抗輻射能力差差強(qiáng)強(qiáng)制造工藝制造工藝較較 復(fù)復(fù) 雜雜簡(jiǎn)單、成本低簡(jiǎn)單、成本低工程應(yīng)用工程應(yīng)用場(chǎng)效晶體管使用常識(shí)場(chǎng)效晶體管使用常識(shí)1. 結(jié)形場(chǎng)效晶體管的柵源電壓必須使結(jié)形場(chǎng)效晶體管的柵源電壓必須使 PN 結(jié)反偏，不能接反。結(jié)反偏，不能接反。因結(jié)型場(chǎng)效晶體管的源極及漏極通常制成對(duì)稱的，所以因結(jié)型場(chǎng)效晶體管的源極及漏極通常制成對(duì)稱的，所以原極和漏極可以調(diào)換使用。原極和漏極可以調(diào)換使用。2. 絕緣柵場(chǎng)效晶體管中，有的產(chǎn)品將徹底絕緣柵場(chǎng)效晶體管中，有的產(chǎn)品將徹底引出引出( (有四個(gè)管有四個(gè)管腳腳) )，此時(shí)源極和漏極可以互換使用，但有的產(chǎn)品在制造此時(shí)源極和漏極可以互換使用，但有的產(chǎn)品在制造時(shí)已把源極和襯底連接在一起，這種管子源極和漏極就時(shí)已把源極和襯底連接在一起，這種管子源極和漏極就不能調(diào)換使用。不能調(diào)換使用。3. 絕緣柵場(chǎng)效晶體管由于輸入電阻很高，如果在管腳開(kāi)路絕緣柵場(chǎng)效晶體管由于輸入電阻很高，如果在管腳開(kāi)路狀態(tài)下保存狀態(tài)下保存 ，會(huì)