模擬電子電路原理與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：1 常用半導(dǎo)體器件

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 教材與參考書教材： 劉祖剛， 模擬電子電路原理與設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社參考書： 童詩白，華成英，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 康華光，陳大欽，電子技術(shù)基礎(chǔ)引論： 小故事- 魚 就 是 魚 引論：模電課程的重要性通信系統(tǒng)半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體材料雜質(zhì)半導(dǎo)體半導(dǎo)體二極管雙極型三級(jí)管場(chǎng)效應(yīng)管常見結(jié)構(gòu)及伏安特性主要參數(shù)PN 結(jié)等效電路本征半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)形 成單向?qū)щ娦苑€(wěn)壓二極管結(jié) 型放大電路絕緣柵型結(jié)構(gòu)及類型工作原理特性曲線主要參數(shù)非線性元件等效電路應(yīng)用舉例直流偏置電路靜態(tài)工作點(diǎn)小信號(hào)模型法總結(jié)與思考BJT與FET比較基礎(chǔ)知識(shí) 根據(jù)物體導(dǎo)電能力(電阻率)的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。 典型的半

2、導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)（Si、Ge）平面結(jié)構(gòu)空間排列Exit本征半導(dǎo)體本征激發(fā):價(jià)電子獲得足夠能量而掙脫共價(jià)鍵的束縛,成為 自由電子,這種激發(fā)稱本征激發(fā).電子空穴對(duì)由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自由電子和空穴對(duì)本征半導(dǎo)體空穴的移動(dòng)空穴的運(yùn)動(dòng)是靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電子依 次充填空穴來實(shí)現(xiàn)的。Exit 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價(jià)或五價(jià)元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體摻入五價(jià)雜質(zhì)元素（如磷）的半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體摻入三價(jià)雜質(zhì)元素（如硼）的半導(dǎo)體。Exit 1. N

3、型半導(dǎo)體 因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，而多余的一個(gè)價(jià)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。 在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子, 由熱激發(fā)形成。 提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。N型半導(dǎo)體施主原子提供的多余的電子雜質(zhì)半導(dǎo)體Exit 2. P型半導(dǎo)體 因三價(jià)雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價(jià)鍵，缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。 在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數(shù)載流子， 由熱激發(fā)形成。 空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三

4、價(jià)雜質(zhì) 因而也稱為受主雜質(zhì)。動(dòng)畫P型半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體Exit 摻入雜 質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響，一些典型的數(shù)據(jù)如下: T=300 K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度: n = p =1.41010/cm31 本征硅的原子濃度: 4.961022/cm3 3以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm3 。 2摻雜后 N 型半導(dǎo)體中的自由電子濃度: n=51016/cm3 3. 雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響雜質(zhì)半導(dǎo)體Exit 本節(jié)中的有關(guān)概念 本征半導(dǎo)體、本征激發(fā)自由電子空穴N型半導(dǎo)體、施主雜質(zhì)(5價(jià))P型半導(dǎo)體、受主雜質(zhì)(3價(jià)) 多數(shù)載流子、少數(shù)載流子雜質(zhì)半導(dǎo)體復(fù)合*半導(dǎo)

5、體導(dǎo)電特點(diǎn)1：其能力容易受溫度、光照等環(huán)境因素影響溫度載流子濃度導(dǎo)電能力*半導(dǎo)體導(dǎo)電特點(diǎn)2：摻雜可以顯著提高導(dǎo)電能力本節(jié)中的相關(guān)概念ExitPN結(jié)的形成一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。PN結(jié)的形成在結(jié)合面上： 因濃度差空間電在結(jié)合面上：荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng) 內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移 內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散 最后,多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū) PN結(jié)的形成 對(duì)于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。 在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。 PN結(jié)的形成ExitPN結(jié)的單向?qū)щ娦?當(dāng)外加電壓使

6、PN結(jié)中P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡(jiǎn)稱正偏；反之稱為加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏。 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?(1) PN結(jié)正偏時(shí)低電阻大的正向擴(kuò)散電流伏安特性導(dǎo)電情況 (2) PN結(jié)反偏時(shí)伏安特性導(dǎo)電情況高電阻很小的反向漂移電流 在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。 PN結(jié)正偏的伏安特性PN結(jié)反偏的伏安特性Exit PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流； PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。 由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)的單向?qū)?/p>

7、電性Exit半導(dǎo)體二極管的常見結(jié)構(gòu) 在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1) 點(diǎn)接觸型結(jié)構(gòu)示意圖1二極管的常見結(jié)構(gòu)及伏安特性(2) 面接觸型(3) 平面型(4) 代表符號(hào)特點(diǎn)1結(jié)構(gòu)示意圖2特點(diǎn)2結(jié)構(gòu)示意圖3特點(diǎn)3PN結(jié)面積小，結(jié)電容小用于檢波和變頻等高頻電路用于低頻大電流整流電路PN結(jié)面積大用于高頻整流和開關(guān)電路PN 結(jié)面積可大可小往往用于集成電路制造藝中代表符號(hào)Exit半導(dǎo)體二極管圖片二極管圖片1123Exit二極管的伏安特性二極管的伏安特性曲線可用下式表示硅二極管2CP10的V-I 特性鍺二極管2AP15的V-I 特性正向特性反向

8、特性反向擊穿特性二極管的伏安特性Exit二極管的主要參數(shù)(1) 最大整流電流IF(2) 反向擊穿電壓VBR和最大反向工作電壓VRM(3) 反向電流IR(4) 最高工作頻率fM(5) *極間電容CB二極管主要參數(shù)Exit3. 半導(dǎo)體二極管的非線性伏安特性非線性元件的認(rèn)識(shí)1. 線性元件回顧電阻：元件兩端的電壓是元件通過的電流的線性函數(shù)電容：元件存儲(chǔ)的電荷是元件兩端的電壓的線性函數(shù)電感：元件內(nèi)部的磁通是元件通過的電流的線性函數(shù)電 阻電 容電 感2.線性電阻的伏安特性 即：歐姆定律iuR圖圖二極管的等效電路Exit數(shù)學(xué)模型方法圖解分析方法模型簡(jiǎn)化方法折線化或其他簡(jiǎn)化模型小信號(hào)線性化方法其本質(zhì)是對(duì)非線性

9、元件伏安特性的模型再構(gòu)建含非線性元件的電路一般分析方法非線性元件的認(rèn)識(shí)二極管的等效電路非線性元件的認(rèn)識(shí)Exit二極管等效電路設(shè)有如右圖含二極管的非線性電路，電路分析要解出iD 和vD 。（分析方法有四種）(1) 采用數(shù)學(xué)模型方法（需解非線性方程）V- I 特性建模二極管的等效電路Exit由：iD=(VDD-vD)/R（2）應(yīng)用圖解分析方法vD 0 時(shí) iD=VDD/R iD 0 時(shí) vD =VDD因?yàn)榧佑姓螂妷海栽诙O管的正向伏安特性上作負(fù)載線 VDDiuiDvDVDDR則在兩線的交叉點(diǎn)上為所求二極管的等效電路Exit 1. 理想模型3. 折線模型 2. 恒壓降模型（3）應(yīng)用簡(jiǎn)化模型方法

10、二極管的等效電路Exit根據(jù)得Q點(diǎn)處的微變電導(dǎo)則常溫下 T=300K 二極管工作在正向特性的某一小范圍內(nèi)時(shí)，其正向特性可以等效成一個(gè)微變電阻，即：（4）小信號(hào)模型二極管的等效電路Exit 簡(jiǎn)化模型法分析靜態(tài)工作情況（直流工作點(diǎn)） 電路如下圖：分別求解VDD =10V和1V時(shí)電路直流工作狀態(tài)，設(shè)R=10 KExit二極管的等效電路應(yīng)用舉例(1) VDD=10V理想模型：恒壓模型折線模型+-vDiDVDDVD應(yīng)用舉例Exit二極管的等效電路+-vDiDVDDVD（2）VDD=1V 時(shí)理想模型恒壓模型折線模型應(yīng)用舉例結(jié)論結(jié)論 理想模型便于計(jì)算，折線模型比較精確，恒壓模型適中。 根據(jù)所加電壓Vi選擇模

11、型：當(dāng)Vi較大時(shí)，用理想模型；當(dāng)Vi接近 VD時(shí)，用恒壓模型或折線模型。Exit二極管的等效電路 非線性元件的特點(diǎn)及其一般分析方法 二極管伏安特性的四種建模方法 簡(jiǎn)化模型方法：應(yīng)用、條件、特點(diǎn) 圖解方法和小信號(hào)分析方法的應(yīng)用本節(jié)中的有關(guān)概念Exit二極管的等效電路穩(wěn)壓二極管1. 符號(hào)及穩(wěn)壓特性(a)符號(hào)(b) 伏安特性 利用二極管反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時(shí)工作在反向電擊穿狀態(tài)。穩(wěn)壓二極管Exit(1) 穩(wěn)定電壓VZ(2) 動(dòng)態(tài)電阻rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。rZ =VZ /IZ(3)最大穩(wěn)定工作電流 IZmax和最小穩(wěn)定工作電流 IZmin(4)

12、穩(wěn)定電壓溫度系數(shù) ：2. 穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)穩(wěn)壓二極管Exit正常穩(wěn)壓時(shí) VO =VZ# 穩(wěn)壓條件是什么？IZmin IZ IZmax# 不加R可以嗎？# 上述電路VI為正弦波，且幅值大于VZ ， VO的波形是怎樣的？圖3. 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管Exit三極管的結(jié)構(gòu)及類型 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.3.3所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。兩種類型的三極管發(fā)射結(jié)(Je) 集電結(jié)(Jc) 基極，用B或b表示（Base） 發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）；集電極，用C或c表示（Collector）。 發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)三極管的結(jié)構(gòu)Exit 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高 集電區(qū)摻雜濃

13、度低于發(fā)射區(qū)，且面積大； 基區(qū)很薄，一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米，且摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖三極管的結(jié)構(gòu)及類型Exit 以上看出，三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管?；駼JT (Bipolar Junction Transistor)。 三極管的結(jié)構(gòu)及類型Exit三極管的放大原理歸結(jié)為： 外部條件：發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 內(nèi)部機(jī)制：載流子傳輸 BJT放大原理三極管的工作原理Exit發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子（IE）基 區(qū)：載流子復(fù)合（IB）與擴(kuò)散集電區(qū)：收集擴(kuò)散載流子（InC）并存在反向漂移電流（ICBO） （以NPN為例） 1.內(nèi)部載流子傳輸過程載流子的傳輸過程三極

14、管的工作原理Exit2. 電流分配關(guān)系根據(jù)傳輸過程可知： IC= InC+ ICBOIB= IB - ICBO通常 ： IC ICBO 為電流放大系數(shù)，它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般 = 0.90.99IE=IB+ IC電流分配關(guān)系三極管的工作原理Exit根據(jù) 是另一個(gè)電流放大系數(shù)，同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般 1IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO且令：ICEO= (1+ ) ICBO（穿透電流）2. 電流分配關(guān)系三極管的工作原理Exit電壓增益電流增益互導(dǎo)增益信號(hào)源負(fù)載放大作用簡(jiǎn)釋：模擬信號(hào)的放大互阻增益三極管的工作原

15、理2. 電流分配關(guān)系Exit3. 三極管的三種組態(tài)共集電極接法：集電極作為公共電極，用CC表示。共 基 極 接 法：基極作為公共電極，用CB表示。共發(fā)射極接法：發(fā)射極作為公共電極，用CE表示。BJT的三種組態(tài)三種組態(tài)三極管的工作原理Exit4. 放大作用若vI = 20mV使當(dāng)則電壓放大倍數(shù)RLecb1k共基極放大電路VEEVCCVEBIBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iBiE = -1 mA，iC = iE = -0.98 mA，vO = -iC RL = 0.98 V， = 0.98 時(shí)，共基放大三極管的工作原理Exit+-bceRL1k共射極放大電路IE+-vI+vBEv

16、O+-+iC+iE+iBvI = 20mV 設(shè)若則電壓放大倍數(shù)iB = 20 uAvO = -iC RL = -0.98 V， = 0.98使共射放大4. 放大作用三極管的工作原理Exit 綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)這一傳輸過程的兩個(gè)條件是：（1）內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置?？偨Y(jié)三極管的工作原理Exit三極管的特性曲線 iB=f(vBE) vCE=const(2) 當(dāng)vCE1V時(shí) vCB= vCE - vBE0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收 集電子

17、，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下 IB減小，特性曲線右移。(1) 當(dāng)vCE=0V時(shí) 相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1. 輸入特性曲線（以共射極放大電路為例）圖vCE = 0VvCE = 0VvCE 1V+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-vCE三極管的特性曲線Exit三極管特性曲線（輸入）(3) 輸入特性曲線的三個(gè)部分死區(qū)非線性區(qū)線性區(qū) iB=f(vBE) vCE=const1. 輸入特性曲線（以共射極放大電路為例）圖+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-vCE三極管的特性曲線Exit三極管特性曲線（輸出）三極管的特性曲線飽和區(qū)：iC明顯受vCE控制的區(qū)域，該

18、區(qū)域內(nèi)，一般vCE0.7V(硅管)。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏iC=f(vCE) iB=const2. 輸出特性曲線輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)， vBE小于死區(qū)電壓，集電結(jié)反偏。放大區(qū)：iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)Exit1. 電流放大系數(shù) 三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù) (1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const圖(2) 共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) =IC/IBvCE=const圖Exit (3)共基極直流電流放大系數(shù) =（I

19、CICBO）/IEIC/IE (4)共基極交流電流放大系數(shù) =IC/IE VCB=const 當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)， 、 ，可以不加區(qū)分。1. 電流放大系數(shù) 三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)Exit 2. 極間反向電流ICEO 即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對(duì)應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值。 ICEO也稱為集電極發(fā)射極間穿透電流。三極管的主要參數(shù) (1) 集電極基極間反向飽和電流ICBO 發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)的反向飽和電流。 圖 (2) 集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO 圖三極管的主要參數(shù)Exit(1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極最大允許功率損耗PCM PC

20、M= ICVCE 3. 極限參數(shù)三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)Exit 由PCM、 ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)。三極管的主要參數(shù)(3)晶體管安全工作區(qū) 3. 極限參數(shù)三極管的主要參數(shù)Exit4. 反向擊穿電壓 V(BR)CBO發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)反 向擊穿電壓。 V(BR) EBO集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的反 向擊穿電壓。 V(BR)CEO基極開路時(shí)集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)Exit兩個(gè)條件（1）內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且

21、基區(qū)很薄。（2）外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。思考1：可否用兩個(gè)二極管相連構(gòu)成一個(gè)三極管？思考2：可否將e和c交換使用思考2：外部條件對(duì)PNP管和NPN管各如何實(shí)現(xiàn)？IE=IB+ ICIC=IBIC=IE 綜上，三極管的放大作用，是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。一組公式總結(jié)與思考Exit1. 結(jié)構(gòu) 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管Exit 源極(Souce)用S或s表示N型導(dǎo)電溝道漏極(Drain)用D或d表示 P型區(qū)柵極，用G或g表示符號(hào)符號(hào)# 符號(hào)中的箭頭方向表示什么？2. 名詞與符號(hào)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管Exit VGS對(duì)溝道的控制作用當(dāng)VGS0時(shí)（以N溝道JFET為例） 當(dāng)

22、溝道夾斷時(shí)，對(duì)應(yīng)的柵源電壓VGS稱為夾斷電壓VP （ 或VGS(off) ）。對(duì)于N溝道的JFET，VP 0。PN結(jié)反偏耗盡層加厚溝道變窄。 VGS繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄3. 工作原理結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管Exit VDS對(duì)溝道的控制作用當(dāng)VGS=0時(shí)VDSID G、D間PN結(jié)的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從上至下呈楔形分布。 當(dāng)VDS增加到使VGD=VP 時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。此時(shí)VDS 夾斷區(qū)延長(zhǎng)溝道電阻ID基本不變（以N溝道JFET為例）3. 工作原理結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理2Exit VGS和VDS同時(shí)作用當(dāng)VP VGSVGS0, VDS 0 當(dāng)VGS為零或較小的正值時(shí)，

23、源區(qū)和漏區(qū)之間均被空間電荷區(qū)隔斷。2. N溝道增強(qiáng)型MOS管的工作原理原始狀態(tài)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)Exit(c) VGS VGS(th),VDS 0(d) VGS VGS(th), VDS 0形成導(dǎo)電溝道N型導(dǎo)電溝道 形成自漏區(qū)到源區(qū)的漏極電流。D端加有電壓，導(dǎo)電溝道不均勻。絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管) 導(dǎo)電溝道形成2. N溝道增強(qiáng)型MOS管的工作原理Exit(f) VGS VGS(th) , VDS = VGS -VGS(th)則 VGD=VGS-VDS VGS(th)(e) VGS VGS(th) , VGS -VGS(th) VDS 0此時(shí)VDS VGD漏端溝道變窄ID基本不變V

24、GA=VGS(th)VGD = VGS-VDS =VGS（th）(2) VDS對(duì)溝道的控制作用VDSID 即絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)圖圖預(yù)夾斷2. N溝道增強(qiáng)型MOS管的工作原理Exit 增強(qiáng)型MOS管的基本工作原理：在柵極電壓作用下，漏區(qū)和源區(qū)之間形成導(dǎo)電溝道。在漏極電壓作用下，源區(qū)電子沿導(dǎo)電溝道行進(jìn)到漏區(qū)，產(chǎn)生自漏極流向源極的電流。改變柵極電壓，控制導(dǎo)電溝道的導(dǎo)電能力，使漏極電流發(fā)生變化。與JFET相比，兩者結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生溝道的方式不同。但都是利用溝道導(dǎo)電，且外特性都表現(xiàn)為柵源電壓控制漏極電流。綜上分析可知絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)Exit 輸出特性 轉(zhuǎn)移特性3. N溝道增強(qiáng)型MOS

25、管的特性曲線絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)ExitP溝道增強(qiáng)型MOSFET絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)Exit1.耗盡型制造工藝 N溝道耗盡型MOSFET簡(jiǎn)介在氧化層中引入一些金屬正離子，或者在半導(dǎo)體表面進(jìn)行專門的摻雜，可在P型半導(dǎo)體表面形成原始的反型層導(dǎo)電溝道。絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)Exit2. 導(dǎo)電機(jī)理與伏安特性 當(dāng)加電壓VDS后，即使VGS0，也存在電流ID。 只有當(dāng)VGS加反向電壓至一定大小，ID=0時(shí)，VGS0。伏安特性的變化形式及性質(zhì)與增強(qiáng)型一樣。N溝道耗盡型MOSFET簡(jiǎn)介絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)Exit使用MOSFET中的注意事項(xiàng)結(jié)構(gòu)上漏極和源極可以互換，前提是襯底有引

26、線引出。原理上MOSFET是絕緣柵輸入結(jié)構(gòu)，沒有電荷的泄放通道，極易造成靜電擊穿。存取時(shí)尤須注意。MOSFET在焊接時(shí)，靜電擊穿的危險(xiǎn)更大。所以無論器件內(nèi)部是否有靜電保護(hù)，均須接地良好焊接或斷電后余熱焊接。絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)Exit思考與習(xí)題思考題比較BJT、JFET、MOSFET三類器件的輸入電阻大小，原因何在？Exit1. 電路特點(diǎn)FET的直流偏置電路 柵極只需要偏壓，不需要偏流 各類FET的偏置極性區(qū)別： N溝道器件加正漏源偏壓； P溝道器件加負(fù)漏源偏壓； 耗盡型器件加反極性柵壓； 增強(qiáng)型器件加同極性柵壓； 采用偏置穩(wěn)定電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路Exit(1)自偏壓電路(2) 分壓式自偏壓電路vGSvGSvGSvGSvGSvGS =- iDR2. 典型電路FET