模擬電子技術(shù)第一章

第一章常用半導體器件1.1半導體基礎(chǔ)知識1.2半導體二極管1.3半導體三極管1.4場效應(yīng)管本章目錄點擊即可進入學習習題解答總目錄一、半導體及其導電特性

在物理學中。根據(jù)材料的導電能力，可以將他們劃分導體、絕緣體和半導體。典型的半導體是硅Si和鍺Ge，它們都是4價元素。硅原子鍺原子硅和鍺最外層軌道上的四個電子稱為價電子。1.1半導體基礎(chǔ)知識

本征半導體的共價鍵結(jié)構(gòu)束縛電子在絕對溫度T=0K時，所有的價電子都被共價鍵緊緊束縛在共價鍵中，不會成為自由電子，因此本征半導體的導電能力很弱，接近絕緣體。（一）本征半導體

本征半導體——化學成分純凈的半導體晶體。制造半導體器件的半導體材料的純度要達到99.9999999%，常稱為“九個9”。

這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。當溫度升高或受到光的照射時，束縛電子能量增高，有的電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導電，成為自由電子。自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴

自由電子產(chǎn)生的同時，在其原來的共價鍵中就出現(xiàn)了一個空位，稱為空穴。在熱力學溫度零度和沒有外界激發(fā)時,本征半導體不導電。把純凈的沒有結(jié)構(gòu)缺陷的半導體單晶稱為本征半導體。它是共價鍵結(jié)構(gòu)。本征半導體的共價鍵結(jié)構(gòu)硅原子價電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4

可見本征激發(fā)同時產(chǎn)生電子空穴對。

與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象——復合在一定溫度下，本征激發(fā)和復合同時進行，達到動態(tài)平衡。電子空穴對的濃度一定。常溫300K時：電子空穴對的濃度硅：鍺：自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴電子空穴對導電機制：

在外電場作用下，電子和空穴均能參與導電。（二）

雜質(zhì)半導體

在本征半導體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的半導體稱為雜質(zhì)半導體。1.

N型半導體

在本征半導體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷，砷等，稱為N型半導體。

N型半導體多余電子磷原子硅原子多數(shù)載流子——自由電子少數(shù)載流子——空穴++++++++++++N型半導體施主離子自由電子電子空穴對在硅或鍺的晶體中摻入少量的五價元素,如磷,則形成N型半導體。

在本征半導體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。空穴硼原子硅原子多數(shù)載流子——空穴少數(shù)載流子——自由電子－－－－－－－－－－－－P型半導體受主離子空穴電子空穴對2.

P型半導體雜質(zhì)半半導體體的示示意圖圖++++++++++++N型半導體多子—電子少子—空穴－－－－－－－－－－－－P型半導體多子—空穴少子—電子少子濃濃度——與溫度度有關(guān)關(guān)多子濃濃度——與溫度度無關(guān)關(guān)二、PN結(jié)（一））PN結(jié)的形形成內(nèi)電場E多子擴散電流少子漂移電流耗盡層用專門門的制制造工工藝在在同一一塊半半導體體單晶晶上,形成P型半導導體區(qū)區(qū)域和和N型半導導體區(qū)區(qū)域,在這兩兩個區(qū)區(qū)域的的交界界處就就形成成了一一個PN結(jié)。PN結(jié)的形形成動動畫演演示（二））PN結(jié)的單單向?qū)щ娦孕?.加正向向電壓壓（正正偏））—電源正正極接接P區(qū)，負負極接接N區(qū)外電場場的方方向與與內(nèi)電電場方方向相相反。。外電場場削弱弱內(nèi)電電場→耗盡層層變窄窄→擴散運運動＞＞漂移移運動動→多子擴散形形成正正向電電流IF正向電流2.加反向向電壓壓——電源正正極接接N區(qū)，負負極接接P區(qū)外電場場的方方向與與內(nèi)電電場方方向相相同。。外電場場加強強內(nèi)電電場→耗盡層層變寬寬→漂移運運動＞＞擴散散運動動→少子漂漂移形形成反反向電電流IRPN在一定定的溫溫度下下，由由本征征激發(fā)發(fā)產(chǎn)生生的少少子濃濃度是是一定定的，，故IR基本上上與外外加反反壓的的大小小無關(guān)關(guān)，所以稱稱為反向飽飽和電電流。但IR與溫度度有關(guān)關(guān)。PN結(jié)加正正向電電壓時時，具具有較較大的的正向向擴散散電流流，呈呈現(xiàn)低低電阻阻，PN結(jié)導通通；PN結(jié)加反反向電電壓時時，具具有很很小的的反向向漂移移電流流，呈呈現(xiàn)高高電阻阻，PN結(jié)截止止。由此可可以得得出結(jié)結(jié)論：：PN結(jié)具有有單向向?qū)щ婋娦?。。PN結(jié)的單單向?qū)щ娦孕孕〗Y(jié)結(jié)（三））PN結(jié)的伏安安特性性曲線線及表表達式式根據(jù)理理論推推導，，PN結(jié)的伏伏安特特性曲曲線如如圖正偏IF（多子子擴散散）IR（少子子漂移移）反偏反向飽飽和電電流反向擊擊穿電電壓反向擊擊穿熱擊穿穿——燒壞PN結(jié)電擊穿穿——可逆根據(jù)理理論分分析：：u為PN結(jié)兩端端的電電壓降降i為流過過PN結(jié)的電電流IS為反向向飽和和電流流UT=kT/q稱為溫溫度的的電壓壓當量量其中k為玻耳耳茲曼曼常數(shù)數(shù)1.38××10－23q為電子子電荷荷量1.6×10－9T為熱力力學溫溫度對于室室溫（（相當當T=300K）則有UT=26mV。當u>0u>>UT時當u<0|u|>>|UT

|時（四））PN結(jié)的電電容效效應(yīng)當外加加電壓壓發(fā)生生變化化時，，耗盡盡層的的寬度度要相相應(yīng)地地隨之之改變變，即即PN結(jié)中存存儲的的電荷荷量要要隨之之變化化，就就像電電容充充放電電一樣樣。(1)勢壘電電容CB(2)擴散電電容CD當外加加正向向電壓壓不同時時，PN結(jié)兩側(cè)側(cè)堆積積的少少子的的數(shù)量量及濃濃度梯梯度也也不同同，這這就相相當電電容的的充放放電過過程。電容效效應(yīng)在在交流流信號號作用用下才才會明明顯表表現(xiàn)出出來極間電電容（（結(jié)電電容））1.2半導體體二極極管二極管管=PN結(jié)+管殼+引線NP結(jié)構(gòu)符號陽極+陰極-一、二二極管管的基基本結(jié)結(jié)構(gòu)和和符號號

正極引線觸絲N型鍺支架外殼負極引線PN結(jié)二極管管按結(jié)結(jié)構(gòu)分分三大大類：：(1)點接觸觸型二二極管管PN結(jié)面積積小，，結(jié)電電容小小，用于檢檢波和和變頻頻等高高頻電電路。。(3)平面型型二極極管用于集集成電電路制制造工工藝中中。PN結(jié)面積積可大大可小小，用用于高頻頻整流流和開開關(guān)電電路中中。(2)面接觸觸型二二極管管PN結(jié)面積積大，，用于工頻頻大電電流整整流電電路。。半導體體二極極管圖圖片半導體體二極極管的的型號號國家標標準對對半導導體器器件型型號的的命名名舉例例如下下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，P為普通管，Z為整流管，K為開關(guān)管。代表器件的材料，A為N型Ge，B為P型Ge，C為N型Si，D為P型Si。2代表二極管，3代表三極管。二、半導體體二極極管的的V—A特性曲曲線硅：0.5V鍺：0.1V(1)正向特特性導通壓壓降反向飽和電流(2)反向特特性死區(qū)電壓擊穿電壓UBR實驗曲曲線uEiVmAuEiVuA硅：0.7V鍺：0.3VIs三、二二極極管的的主要要參數(shù)數(shù)(1)最大整整流電電流IOM———二極管管長期期連續(xù)續(xù)工作時，，允許許通過過二極管的的最大大整流流電流的的平均均值。。(2)反向擊擊穿電電壓UBR—————二極管管反向向電流流急劇增增加時時對應(yīng)應(yīng)的反反向電壓值值稱為為反向向擊穿穿電壓UBR。(3)反向電電流IR——在室溫下下，在規(guī)規(guī)定的反反向電壓壓下的反反向電流流值。硅硅二極管管的反向向電流一一般在納納安(nA)級；鍺二二極管在在微安(A)級。（4）反向工作作峰值電電壓URWM（5）反向峰值值電流IRM例1：下圖中中，已知知VA=3V，VB=0V，DA、DB為鍺管，，求輸出出端Y的電位并并說明二極管的的作用。解：DA優(yōu)先導通通，則VY=3–0.3=2.7VDA導通后,DB因反偏而而截止,起隔離作作用,DA起鉗位作作用,將Y端的電位位鉗制在在+2.7V。DA

–12VYABDBR二極管的的應(yīng)用范圍圍很廣,它可用與與整流、、檢波、、限幅、、元件保保護以及及在數(shù)字字電路中中作為開開關(guān)元件件。DE3VRuiuouRuD例2：下圖是是二極管限幅電路路，D為理想二二極管（（忽略管管壓降）），ui=6sintV,E=3V,試畫出uo波形。。ttui/Vuo/V6330022–6t6302例3：雙向限幅幅電路t03–3DE3VRDE3VuiuouRuDui/Vuo/Vt63.702例3：雙向限幅幅電路t03.7–3.7DE3VRDE3VuiuouRuDui/Vuo/V考慮管壓壓降四.二極管的的模型IR10VE1kΩD—非線性器件iuR—線性器件二極管的的模型理想二極極管模型型正偏反偏導通壓降二極管的V—A特性二極管的的模型DU串聯(lián)電壓壓源模型型UD二極管的的導通壓壓降。硅硅管0.7V；鍺管0.3V。導通壓降二極管的V—A特性由伏安特特性折線線化得到到的等效效電路(a)理想二極極管(b)正向?qū)ㄍ〞r端電電壓為常常數(shù)(c)正向?qū)ㄍ〞r端電電壓與電電流成線線性關(guān)系系二極管的的模型二極管的的微變等等效電路路圖動態(tài)電阻阻：小信號線線性化靜態(tài)工作作點電流當穩(wěn)壓二二極管工工作在反反向擊穿穿狀態(tài)下下,工作電流流IZ在Izmax和Izmin之間變化化時,其兩端電電壓近似似為常數(shù)數(shù)穩(wěn)定電壓壓五、穩(wěn)穩(wěn)壓二二極管穩(wěn)壓二極極管是應(yīng)應(yīng)用在反反向擊穿穿區(qū)的特特殊二極極管正向同二二極管反偏電壓壓≥UZ反向擊穿穿＋UZ－穩(wěn)壓二極極管的主主要參參數(shù)(1)穩(wěn)定電壓壓UZ——(2)動態(tài)電阻阻rZ——在規(guī)定的的穩(wěn)壓管管反向工工作電流流IZ下，所對對應(yīng)的反反向工作作電壓。。rZ=U/IrZ愈小，反反映穩(wěn)壓壓管的擊擊穿特性性愈陡。。(3)最小穩(wěn)定定工作電電流IZmin——保證穩(wěn)壓壓管擊穿穿所對應(yīng)應(yīng)的電流流，若IZ＜IZmin則不能穩(wěn)穩(wěn)壓。(4)最大穩(wěn)定定工作電電流IZmax——超過Izmax穩(wěn)壓管會會因功耗耗過大而而燒壞。。1.3半導體三三極管半導體三三極管，，也叫晶晶體三極極管。由由于工作作時，多多數(shù)載流流子和少少數(shù)載流流子都參參與運行行，因此此，還被被稱為雙極型晶晶體管（BipolarJunctionTransistor,簡稱BJT）。BJT是由兩個個PN結(jié)結(jié)組成的的。一、BJT的結(jié)構(gòu)NPN型PNP型符號:三極管的的結(jié)構(gòu)特特點:（1）發(fā)射區(qū)區(qū)的摻雜雜濃度＞＞＞集電電區(qū)摻雜雜濃度。。（2）基區(qū)要要制造得得很薄且且濃度很很低。--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N型硅二氧化硅保護膜BECN+P型硅（a）平面面型N型鍺ECB銦球銦球PP+（b）合金型NPN型三極管管集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)NN集電極C基極B發(fā)射極E再強化一一下三極極管的結(jié)結(jié)構(gòu)分分類和符符號PECB符號集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)CBEN集電極C發(fā)射極E基極BNPPNPNP型三極管管符號UCEECRCICCEBUBE共發(fā)射極極接接法放大大電路二、三極管的的電流分分配和放放大原理理三極管具具有電流流控制作用的的外部條條件:（1）發(fā)射結(jié)結(jié)正向偏偏置；（2）集電結(jié)結(jié)反向偏偏置。對于NPN型三極管管應(yīng)滿足足:UBE>0UBC<0即VC>VB>VE對于PNP型三極管管應(yīng)滿足足:UEB>0UCB<0即VC<VB<VE輸出回路輸入回路公共端EBRBIB三極管在在工作時時要加上上適當?shù)牡闹绷髌秒妷簤骸Ｈ粼诜糯蟠蠊ぷ鳡顮顟B(tài)：發(fā)射結(jié)正正偏：+UCE－＋UBE－＋UCB－集電結(jié)反反偏：由VBB保證由VCC、VBB保證UCB=UCE-UBE>0反偏共發(fā)射極接法c區(qū)b區(qū)e區(qū)共發(fā)射極極接法原原理圖UBE>0正偏BJT內(nèi)部的載載流子傳傳輸過程程電流分配配關(guān)系三個電極極上的電電流關(guān)系系:IE=IC+IB定義：(1)IC與IE之間的關(guān)關(guān)系:所以:其值的大大小約為為0.9～0.99。共基直流流電流放放大系數(shù)數(shù)(2)IC與IB之間的關(guān)關(guān)系：聯(lián)立以下下兩式：得：所以：得：令：共射直流流電流放放大系數(shù)數(shù)IBUBE0UCE≥1V死區(qū)電壓1.三極管的的輸入特特性（共發(fā)射射極接法法）IB

=f(UBE)UCE=常數(shù)三、三三極管管的特性性曲線（1）uCE=0V時，相當當于兩個個PN結(jié)并聯(lián)。。（2）當uCE=1V時，集集電結(jié)已已進入反反偏狀態(tài)態(tài)，開始始收集電電子，所所以基區(qū)區(qū)復合減減少，在在同一一uBE電壓下，，iB減小。特特性曲線線將向右右稍微移移動一些些。（3）uCE≥1V再增加時，，曲線右移移很不明顯顯。死區(qū)電壓硅0.5V鍺0.1V導通壓降硅0.7V鍺0.3VIB=40μAIB=60μAUCE

0IC

IB增加IB

減小IB=20μAIB=

常數(shù)IC

=f

(UCE)2.三極管的輸輸出特性現(xiàn)以iB=60uA一條加以說說明。（1）當uCE=0V時，因集電電極無收集集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic↑。（3）當uCE＞1V后，收集電電子的能力力足夠強。。這時，發(fā)發(fā)射到基區(qū)區(qū)的電子都都被集電極極收集，形形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不不變。同理，可作作出iB=其他值的曲曲線。1V輸出特性曲曲線有三個個特點：IC/mAUCE/V0放大區(qū)三極管輸出出特性上的的三個工作作區(qū)域IB=0μA20μA40μA截止區(qū)飽和區(qū)60μA80μA嚴格地說還還有一個擊穿區(qū)飽和區(qū)——iC受uCE顯著控制的的區(qū)域，該該區(qū)域內(nèi)uCE＜0.7V。此時發(fā)射結(jié)結(jié)正偏，集集電結(jié)也正正偏。截止區(qū)——iC接近零的區(qū)區(qū)域，相當當iB=0的曲線的下下方。此時，發(fā)射射結(jié)反偏，，集電結(jié)反反偏。放大區(qū)——曲線基本平平行等距。此此時時，發(fā)發(fā)射結(jié)正正偏，，集電電結(jié)反偏偏。該區(qū)中中有：：飽和區(qū)區(qū)放大區(qū)區(qū)截止區(qū)區(qū)四、BJT的主要要參數(shù)數(shù)1.電流放放大系系數(shù)（2）共基基極電電流放放大系系數(shù)：：iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取取20~200之間2.31.5（1）共發(fā)發(fā)射極極電流流放大大系數(shù)數(shù)：直流（靜態(tài)態(tài)）交流（動態(tài)態(tài)）2.極間反反向電電流（2）集電電極發(fā)發(fā)射極極間的的穿透透電流流ICEO基極開開路時時，集集電極極到發(fā)發(fā)射極極間的的電流流——穿透電電流。。其大小小與溫溫度有有關(guān)。。（1）集電電極基基極間間反向向飽和和電流流ICBO發(fā)射極極開路路時，，在其其集電電結(jié)上上加反反向電電壓，，得到到反向向電流流。它實際際上就就是一個PN結(jié)的反反向電電流。。其大小小與溫溫度有有關(guān)。。鍺管：：ICBO為微安安數(shù)量量級，，硅管：：ICBO為納安安數(shù)量量級。。++ICBOecbICEO3.極限參參數(shù)Ic增加時時，要下降降。當當值下降到到線性性放大大區(qū)值的70％時，，所對對應(yīng)的的集電電極電電流稱稱為集集電極極最大大允許許電流流ICM。（1）集電電極最最大允允許電電流ICM（2）集電電極最最大允允許功功率損損耗PCM集電極極電流流通過過集電電結(jié)時時所產(chǎn)產(chǎn)生的的功耗耗，PC=ICUCEPCM<PCM（3）反向向擊穿穿電壓壓BJT有兩個個PN結(jié)，其其反向向擊穿穿電壓壓有以以下幾幾種：：①U（BR）EBO——集電極極開路路時，，發(fā)射射極與與基極極之間間允許許的最最大反反向電電壓。。其值值一般般幾伏伏～十十幾伏伏。②U（BR）CBO——發(fā)射極極開路路時，，集電電極與與基極極之間間允許許的最最大反反向電電壓。。其值值一般般為幾幾十伏伏～幾幾百伏伏。③U（BR）CEO——基極開開路時時，集集電極極與發(fā)發(fā)射極極之間間允許許的最最大反反向電電壓。。在實際際使用用時，，還有有U（BR）CER、U（BR）CES等擊穿穿電壓壓。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU0IB=0μμA20μA40μA60μA80μA由三極極管的的極限限參數(shù)數(shù)確定定安全全工作作區(qū)安全工作區(qū)過損耗區(qū)PCM曲線IC/mAUCE/VICEOICMU(BR)CEO半導體體三極極管的的型號號第二位位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、C硅PNP管、D硅NPN管第三位位：X低頻小小功率率管、、D低頻大大功率率管、、G高頻小小功率率管、、A高頻大大功率率管、、K開關(guān)管管用字母表示材料用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號的序號用字母表示同一型號中的不同規(guī)格三極管國家標標準對對半導導體器器件型型號的的命名名舉例例如下下：3DG110B五、光光電三三極管管等效電電路符號外形光電三三極管管的輸輸出特特性曲曲線1.4場效應(yīng)應(yīng)管BJT是一種種電流流控制制元件件(iB~iC)，工作作時，，多數(shù)數(shù)載流流子和和少數(shù)數(shù)載流流子都都參與與運行行，所所以被被稱為為雙極極型器器件。。增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道FET分類：

絕緣柵場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管場效應(yīng)應(yīng)管（（FieldEffectTransistor簡稱FET）是一一種電電壓控控制器器件(uGS~iD)，工作作時，，只有有一種種載流流子參參與導導電，，因此此它是是單極極型器器件。。FET因其制造工工藝簡簡單，功耗小小，溫度特特性好好，輸入電電阻極極高等優(yōu)點點，得得到了了廣泛泛應(yīng)用用。一.結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)管1.結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)管的的結(jié)構(gòu)構(gòu)（以以N溝為例例）：：兩個PN結(jié)夾著著一個個N型溝道道。三三個電電極：：g：柵極極d：漏極極s：源極極符號：：N溝道P溝道兩個高高摻雜雜P區(qū)接在在一起起2.結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)管的的工作作原理理（1）柵源源電壓壓對溝溝道的的控制制作用用在柵源源間加加負電壓壓uGS，令uDS=0①當uGS=0時，為為平衡衡PN結(jié)，導導電溝溝道最最寬。。②當│uGS│↑時，PN結(jié)反偏偏，耗耗盡層層變寬寬，導導電溝溝道變變窄，，溝道道電阻阻增大大。③當│uGS│↑到一定定值時時，，溝道道會完完全合合攏。。定義：：夾斷電電壓UP——使導電電溝道道完全全合攏攏（消消失））所需需要的的柵源源電壓壓uGS。（2）漏源源電壓壓對溝溝道的的控制制作用用在漏源源間加加電壓壓uDS，令uGS=0由于uGS=0，所以以導電電溝道道最寬寬。①當uDS=0時，iD=0。②uDS↑→iD↑→靠近漏漏極處處的耗盡盡層加加寬，，溝道道變窄窄，呈呈楔形形分布布。③當uDS↑，使uGD=uGS-uDS=UP時，在在靠漏漏極處處夾斷斷——預夾斷斷。預夾斷斷前，，uDS↑→iD↑。預夾斷斷后，，iDS↑→iD幾乎不不變。。④uDS再↑，預夾夾斷點點下移移。（3）柵源源電壓壓uGS和漏源源電壓壓uDS共同作用iD=f（uGS、uDS）,可用輸輸兩組組特性性曲線線來描描繪。。結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)管工工作原原理動動畫演演示（1）輸出出特性性曲線線：iD=f（uDS）│uGS=常數(shù)3、結(jié)結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)三極極管的的特性性曲線線uGS=0VuGS=-1V設(shè)：UT=-3ViD受uGS控制四個區(qū)區(qū)：恒流區(qū)區(qū)的特特點：：△iD/△uGS=gm≈常數(shù)即：△iD=gm△uGS（放大大原理理）（a）可變變電阻阻區(qū)（（預夾夾斷前前）。。（b）恒流流區(qū)也也稱飽飽和區(qū)（預預夾斷斷后后）。。（c）夾斷斷區(qū)（（截止止區(qū)））。（d）擊穿穿區(qū)。。可變電電阻區(qū)區(qū)恒流區(qū)區(qū)截止區(qū)區(qū)擊穿區(qū)區(qū)（2）轉(zhuǎn)移移特性性曲線線：iD=f（uGS）│uDS=常數(shù)可根據(jù)據(jù)輸出出特性性曲線線作出出移特性性曲線線。例：作作uDS=10V的一條條轉(zhuǎn)移特特性曲曲線：：P溝道結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)管的工作作原理理與N溝道結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)管完全相相同，，只不不過導導電的的載流流子不不同，，供電電電壓壓極性性不同同而已已。這這如同同雙極極型三三極管管有NPN型和PNP型一樣樣。（請大大家自自學））3、P溝道結(jié)結(jié)型場場效應(yīng)應(yīng)管二.絕緣柵柵場效效應(yīng)三三極管管絕緣柵柵型場場效應(yīng)應(yīng)管(MetalOxideSemiconductorFET)，簡稱稱MOSFET。分為：：增強型型N溝道、、P溝道耗盡型型N溝道、、P溝道1.N溝道增增強型型MOS管（1））結(jié)構(gòu)4個電極極：漏漏極D，源極S，柵極極G和襯襯底B。符號：：二氧化化硅絕絕緣層層通常將將襯底底與源極接接在一一起當uGS＞0V時→縱向電電場→將靠近近柵極極下方方的空空穴向向下排排斥→耗盡層層。（2）工作作原理理當uGS=0V時，漏漏源之之間相相當兩兩個背背靠背背的二二極極管，，在d、s之間加加上電電壓也也不會會形成成電流流，即即管子子截止止。再增加加uGS→縱向電電場↑→將P區(qū)少子子電子子聚集集到P區(qū)表面面→形成導導電溝溝道，，如果果此時時加有有漏源源電壓壓，就就可以以形成成漏極極電流流id。①柵源電電壓uGS的控制制作用用定義：：開啟電電壓（（UT）——剛剛產(chǎn)產(chǎn)生溝溝道所所需的的柵源電電壓UGS,也記為為UGS(th)。N溝道增增強型型MOS管的基基本特特性：：uGS＜UT，管子子截止止，uGS＞UT，管子子導通通。uGS越大，，溝道道越寬寬，在在相同同的漏漏源電電壓uDS作用下下，漏漏極電電流ID越大。。②漏源電電壓uDS對漏極極電流流id的控制制作用用當uGS＞UT，且固固定為為某一一值時時，來來分析析漏源源電壓VDS對漏極極電流流ID的影響響。（設(shè)UT=2V，uGS=4V）（a）uds=0時，id=0。（截止止區(qū)））（b）uds↑→id↑；同時溝溝道靠靠漏區(qū)區(qū)變窄窄。（可變變電阻阻區(qū)））（c）當uds增加到到使ugd=UT時，溝道靠靠漏區(qū)區(qū)夾斷斷，稱稱為預夾斷斷。（d）uds再增加加，預預夾斷斷區(qū)加長，，uds增加的的部分分基本本降落落在隨隨之加長的夾斷斷溝道道上，，id基本不不變。。（恒流流區(qū)））（3）特性性曲線線四個區(qū)區(qū)：（a）可變變電阻阻區(qū)（（預夾夾斷前前）。。①輸出特特性曲曲線：：iD=f(uDS)uGS=const（b）恒流流區(qū)也也稱飽飽和區(qū)（預預夾斷斷后后）。。（c）夾斷斷區(qū)（（截止止區(qū)））。（d）擊穿穿區(qū)。。可變電電阻區(qū)區(qū)恒流區(qū)區(qū)截止區(qū)區(qū)擊穿區(qū)區(qū)iD受uGS控制②轉(zhuǎn)移特特性曲曲線：iD=f(uGS)uDS=const可根據(jù)據(jù)輸出出特性性曲線線作出出轉(zhuǎn)移特特性曲曲線。例：作作uDS=10V的一條條轉(zhuǎn)移特特性曲曲線：：UT一個重重要參參數(shù)——跨導gm：gm=iD/uGSuDS=const(單位mS)gm的大小小反映映了柵柵源電電壓對對漏極極電流流的控控制作作用。。在轉(zhuǎn)移移特性性曲線線上，，gm為的曲曲線的的斜率率。在輸出出特性性曲線線上也也可求求出gm。2.N溝道耗耗盡型型MOSFET特點：：當uGS=0時，就就有溝溝道，，加入入uDS，就有iD。當uGS＞0時，，溝溝道道增增寬寬，，iD進一一步步增增加加。。當uGS＜0時，，溝溝道道變變窄窄，，iD減小小。。在柵柵極極下下方方的的SiO2層中中摻摻入入了了大大量量的的金金屬屬正正離離子子。所所以以當當uGS=0時，，這這些些正正離離子子已已經(jīng)經(jīng)感感應(yīng)應(yīng)出出反反型型層層，，形形成成了了溝溝道道。。定義義：：夾斷斷電電壓壓（（UP）———溝道道剛剛剛剛消消失失所所需需的的柵柵源源電電壓壓uGS，也記記為為uGS(off)。N溝道道耗耗盡盡型型MOSFET的特性性