模擬電子技術(shù)第五版第一章

考勤（5分），作業(yè)（10分），期中考試（15分）參考書：

《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)解題指南》，唐競(jìng)新，清華

《線性電子線路》戴蓓蒨，科大第0章導(dǎo)言一、模電的地位二、模擬信號(hào)與模擬電路三、電子信息系統(tǒng)的組成四、課程的目的模擬信號(hào)與模擬電路2.模擬電路模擬電路是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理的電路。最基本的處理是對(duì)信號(hào)的放大，有功能和性能各異的放大電路。其它模擬電路多以放大電路為基礎(chǔ)。電子信息系統(tǒng)的組成模擬電路的基本功能放大電路：電壓/電流、功率濾波電路：低通、高通、帶通、陷波運(yùn)算電路：加減乘除、積分微分、選通信號(hào)轉(zhuǎn)換電路：直流-交流、電壓/電流-頻率/占空比、頻率-占空比信號(hào)發(fā)生電路：正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波直流電源：DC-DC、AC-DC電路設(shè)計(jì)的四個(gè)原則可靠性可測(cè)性電磁兼容性低功耗課程目的第1章常用半導(dǎo)體器件PN結(jié)二極管三極管場(chǎng)效應(yīng)管本征半導(dǎo)體導(dǎo)體－－鐵、鋁、銅等金屬元素等低價(jià)元素，其最外層電子在外電場(chǎng)作用下很容易產(chǎn)生定向移動(dòng)，形成電流。絕緣體－－惰性氣體、橡膠等，其原子的最外層電子受原子核的束縛力很強(qiáng)，只有在外電場(chǎng)強(qiáng)到一定程度時(shí)才可能導(dǎo)電。半導(dǎo)體－－硅（Si）、鍺（Ge），均為四價(jià)元素，它們?cè)拥淖钔鈱与娮邮茉雍说氖`力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。本征半導(dǎo)體是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)摻雜半導(dǎo)體幾個(gè)常用公式PN結(jié)的形成PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)加正向電壓導(dǎo)通：耗盡層變窄，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加劇，由于外電源的作用，形成擴(kuò)散電流，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。PN結(jié)加反向電壓截止：耗盡層變寬，阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，有利于漂移運(yùn)動(dòng)，形成漂移電流。由于電流很小，故可近似認(rèn)為其截止。PN結(jié)的電容效應(yīng)1.勢(shì)壘電容 PN結(jié)外加電壓變化時(shí)，空間電荷區(qū)的寬度將發(fā)生變化，有電荷的積累和釋放的過(guò)程，與電容的充放電相同，其等效電容稱為勢(shì)壘電容Cb。2.擴(kuò)散電容 PN結(jié)外加的正向電壓變化時(shí)，在擴(kuò)散路程中載流子的濃度及其梯度均有變化，也有電荷的積累和釋放的過(guò)程，其等效電容稱為擴(kuò)散電容Cd。二極管的伏安特性二極管伏安特性曲線反映的特征T（℃）↑→在電流不變情況下管壓降u↓→反向飽和電流IS↑，U(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移二極管的等效電路二極管微變等效電路Q越高，rd越小。圖解二極管模型V與uD可比，則需圖解：二極管應(yīng)用舉例一二極管應(yīng)用舉例一穩(wěn)壓管若穩(wěn)壓管的電流太小則不穩(wěn)壓，若穩(wěn)壓管的電流太大則會(huì)因功耗過(guò)大而損壞，因而穩(wěn)壓管電路中必需有限制穩(wěn)壓管電流的限流電阻！穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理§1.3晶體三極管一、晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)二、晶體管的放大原理三、晶體管的共射輸入特性和輸出特性四、溫度對(duì)晶體管特性的影響五、主要參數(shù)六、光電三極管七、晶閥管一、晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)NPN型晶體管ecb符號(hào)集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c基極b發(fā)射極eNNPPNP型晶體管集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c發(fā)射極e基極b

cbe符號(hào)NNPPN圖1.3.2?三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)(b)PNP型二、晶體管的放大原理三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：NNPebcNNNPPP1.發(fā)射區(qū)高摻雜。2.基區(qū)做得很薄。通常只有幾微米到幾十微米，而且摻雜較少。

三極管放大的外部條件：外加電源的極性應(yīng)使發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)，而集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。3.集電結(jié)面積大。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流IB，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流IC。

becRcRb晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)IEIB發(fā)射結(jié)加正向電壓，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流發(fā)射區(qū)的電子越過(guò)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散到基區(qū)，基區(qū)的空穴擴(kuò)散到發(fā)射區(qū)—形成發(fā)射極電流

IE

(基區(qū)多子數(shù)目較少，空穴電流可忽略)。2.擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流

電子到達(dá)基區(qū)，少數(shù)與空穴復(fù)合形成基極電流Ibn，復(fù)合掉的空穴由VBB補(bǔ)充。多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)擴(kuò)散，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)becIEIBRcRb3.集電結(jié)加反向電壓，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流Ic

集電結(jié)反偏，有利于收集基區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子而形成集電極電流

Icn。其能量來(lái)自外接電源VCC。IC另外，集電區(qū)和基區(qū)的少子在外電場(chǎng)的作用下將進(jìn)行漂移運(yùn)動(dòng)而形成反向飽和電流，用ICBO表示。ICBO晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)beceRcRb二、晶體管的電流分配關(guān)系IEpICBOIEICIBIEnIBnICn圖1.3.4晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)與外部電流IE－擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的電流IB－復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成的電流IC－漂移運(yùn)動(dòng)形成的電流三、晶體管的共射電流放大系數(shù)整理可得：ICBO稱反向飽和電流ICEO稱穿透電流1、共射直流電流放大系數(shù)VCCRb+VBBC1TICIBC2Rc+共發(fā)射極接法直流參數(shù)與交流參數(shù)、的含義是不同的，但是，對(duì)于大多數(shù)三極管來(lái)說(shuō)，直流和交流的數(shù)值卻差別不大，計(jì)算中，可不將它們嚴(yán)格區(qū)分。2、共射交流電流放大系數(shù)3、共基直流電流放大系數(shù)或4、共基交流電流放大系數(shù)5.的關(guān)系ICIE+C2+C1VEEReVCCRc共基極接法三、晶體管的共射輸入特性和輸出特性u(píng)CE=0VuBE

/V

iB=f(uBE)

UCE=const(2)當(dāng)uCE≥1V時(shí)，uCB=uCE

-uBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收集電子，基區(qū)復(fù)合減少，在同樣的uBE下IB減小，特性曲線右移。(1)當(dāng)uCE=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uCE=0VuCE

1VuBE

/V+-bce共射極放大電路UBBUCCuBEiCiB+-uCEiC=f(uCE)

IB=const2、輸出特性曲線+-bce共射極放大電路UBBUCCuBEiCiB+-uCE輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:放大區(qū)：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏

特點(diǎn)：iC的大小不受uCE的影響，只受IB的控制。

如何根據(jù)曲線獲得

值輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:截止區(qū)：條件：發(fā)射結(jié)反偏（不導(dǎo)通），集電結(jié)反偏

特點(diǎn)：iC

電流趨近于0。

等效模型：相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏

特點(diǎn)：iB、iC大到一定數(shù)值后三極管進(jìn)入該區(qū)域，UCE電壓的數(shù)值較小。

等效模型討論為什么UCE增大曲線右移？為什么UCE增大到一定值曲線右移就不明顯了？為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？為什么進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？五溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響1、溫度對(duì)ICBO的影響溫度每升高100C，ICBO增加約一倍。反之，當(dāng)溫度降低時(shí)ICBO減少。硅管的ICBO比鍺管的小得多。2、溫度對(duì)輸入特性的影響溫度升高時(shí)正向特性左移，反之右移60402000.40.8I/mAU/V溫度對(duì)輸入特性的影響2006003、溫度對(duì)輸出特性的影響溫度升高將導(dǎo)致IC增大iCuCEOiB200600溫度對(duì)輸出特性的影響[例1]某放大電路中BJT三個(gè)電極的電流如圖所示。

IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,試判斷管腳、管型。解：電流判斷法。電流的正方向和KCL。IE=IB+ICABC

IAIBICC為發(fā)射極B為基極A為集電極。管型為NPN管。例[2]：測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)電極的電位U1、U2、U3分別為：

（1）U1=3.5V、U2=2.8V、U3=12V（2）U1=3V、U2=2.8V、U3=12V（3）U1=6V、U2=11.3V、U3=12V（4）U1=6V、U2=11.8V、U3=12V判斷它們是NPN型還是PNP型？是硅管還是鍺管？并確定e、b、c。（1）U1b、U2e、U3cNPN硅（2）U1b、U2e、U3cNPN鍺（3）U1c、U2b、U3ePNP硅（4）U1c、U2b、U3ePNP鍺原則：先求UBE，若等于0.6-0.7V，為硅管；若等于0.2-0.3V，為鍺管。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。NPN管UBE＞0，UBC＜0，即UC＞UB＞UE

。PNP管UBE＜0，UBC＜0，即UC＜UB＜UE

。解：復(fù)習(xí)1.BJT放大電路三個(gè)電流關(guān)系？IE=IC+IB2.BJT的輸入、輸出特性曲線？uCE=0VuCE

1VuBE

/V3.BJT工作狀態(tài)如何判斷？1.4場(chǎng)效應(yīng)三極管場(chǎng)效應(yīng)管：一種載流子參與導(dǎo)電，利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的三極管，又稱單極型三極管。場(chǎng)效應(yīng)管分類結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn)單極型器件(一種載流子導(dǎo)電)；電壓控制型器件；重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

輸入電阻高；噪聲較大較小溫度特性受溫度影響較大較小，可有零溫度系數(shù)點(diǎn)輸入電阻幾十到幾千歐姆幾兆歐姆以上靜電影響不受靜電影響易受靜電影響晶體管場(chǎng)效應(yīng)管N溝道P溝道增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)場(chǎng)效應(yīng)管分類：DSGN符號(hào)1.4.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JunctionFieldEffectTransistor結(jié)構(gòu)圖1.4.1N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖N型溝道N型硅棒柵極源極漏極P+P+P型區(qū)耗盡層(PN結(jié))在漏極和源極之間加上一個(gè)正向電壓，N型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子電子可以導(dǎo)電。導(dǎo)電溝道是N型的，稱N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。P溝道場(chǎng)效應(yīng)管P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖N+N+P型溝道GSDP溝道場(chǎng)效應(yīng)管是在P型硅棒的兩側(cè)做成高摻雜的N型區(qū)(N+)，導(dǎo)電溝道為P型，多數(shù)載流子為空穴。符號(hào)GDS一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理

N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管用改變UGS大小來(lái)控制漏極電流ID的。(VCCS)GDSNN型溝道柵極源極漏極P+P+耗盡層*在柵極和源極之間加反向電壓，耗盡層會(huì)變寬，導(dǎo)電溝道寬度減小，使溝道本身的電阻值增大，漏極電流ID減小，反之，漏極ID電流將增加。

*耗盡層的寬度改變主要在溝道區(qū)。1.當(dāng)UDS=0時(shí)，uGS對(duì)導(dǎo)電溝道的控制作用ID=0GDSN型溝道P+P+

(a)

UGS=0UGS=0時(shí)，耗盡層比較窄，導(dǎo)電溝比較寬UGS由零逐漸減小，耗盡層逐漸加寬，導(dǎo)電溝相應(yīng)變窄。當(dāng)UGS=UGS（Off)，耗盡層合攏，導(dǎo)電溝被夾斷.ID=0GDSP+P+N型溝道(b)

UGS(off)<UGS<0VGGID=0GDSP+P+

(c)

UGS＜UGS(off)VGGUGS(off)為夾斷電壓,為負(fù)值。UGS(off)也可用UP表示2.當(dāng)uGS為UGS（Off)~0中一固定值時(shí),uDS對(duì)漏極電流iD的影響。uGS=0，uGD>UGS（Off)，iD較大。GDSP+NiSiDP+P+VDDVGG

uGS<0，uGD>UGS（Off)，iD更小。GDSNiSiDP+P+VDD注意：當(dāng)uDS>0時(shí)，耗盡層呈現(xiàn)楔形。(a)(b)uGD＝uGS－uDS

GDSP+NiSiDP+P+VDDVGGuGS<0,uGD=UGS(off),,溝道變窄預(yù)夾斷uGS<0,uGD<uGS(off),夾斷，iD幾乎不變(1)改變uGS，改變了PN結(jié)中電場(chǎng)，控制了iD，故稱場(chǎng)效應(yīng)管；(2)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵源之間加反向偏置電壓，使PN反偏，柵極基本不取電流，因此，場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻很高。(c)(d)NGSD

+VGGP+P+VDD+-A3.當(dāng)uGD<uGS(off),時(shí)，,uGS對(duì)漏極電流iD的控制作用場(chǎng)效應(yīng)管用低頻跨導(dǎo)gm的大小描述柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。場(chǎng)效應(yīng)管為電壓控制元件(VCCS)。uGD＝uGS－uDS<uGS(off),即：出現(xiàn)了預(yù)夾斷之后uDS為一常量時(shí)，對(duì)應(yīng)于確定的uGS，就有確定的iD。gm=iD/uGS(單位mS)小結(jié)(1)在uGD＝uGS－uDS>uGS(off)情況下,即當(dāng)uDS<uGS-uGS(off)對(duì)應(yīng)于不同的uGS，d-s間等效成不同阻值的電阻。(2)當(dāng)uDS使uGD＝uGS(off)時(shí)，d-s之間預(yù)夾斷(3)當(dāng)uDS使uGD<uGS(off)時(shí)，iD幾乎僅僅決定于uGS，而與uDS無(wú)關(guān)。此時(shí)，可以把iD近似看成uGS控制的電流源。二、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線1.輸出特性曲線當(dāng)柵源之間的電壓UGS不變時(shí)，漏極電流iD與漏源之間電壓uDS的關(guān)系，即IDSS/ViD/mAuDS/VOUGS=0V-1-2-3-4-5-6-7預(yù)夾斷軌跡恒流區(qū)可變電阻區(qū)漏極特性也有三個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)、恒流區(qū)和夾斷區(qū)。圖1.4.5(b)漏極特性輸出特性（漏極特性）曲線夾斷區(qū)UDSiDVDDVGGDSGV+V+uGS圖1.4.5(a)特性曲線測(cè)試電路+mA擊穿區(qū)2.轉(zhuǎn)移特性(N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例)O

uGSiDIDSSUGS(off)圖1.4.6轉(zhuǎn)移特性u(píng)GS=0，iD最大；uGS愈負(fù)，iD愈??；uGS=UGS(off)

，iD0。兩個(gè)重要參數(shù)飽和漏極電流IDSS(UGS=0時(shí)的ID)夾斷電壓UGS(off)

(ID=0時(shí)的UGS)UDSiDVDDVGGDSGV+V+uGS特性曲線測(cè)試電路+mA轉(zhuǎn)移特性O(shè)uGS/VID/mAIDSSUP圖1.4.6轉(zhuǎn)移特性結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性曲線的近似公式：≤≤＊結(jié)型P溝道的特性曲線SGD轉(zhuǎn)移特性曲線iDUGS（Off）IDSSOuGS輸出特性曲線iDUGS=0V+uDS++o柵源加正偏電壓，(PN結(jié)反偏)漏源加反偏電壓。1.4.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOSFETMetal-OxideSemiconductorFieldEffectTransistor由金屬、氧化物和半導(dǎo)體制成。稱為金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，或簡(jiǎn)稱MOS場(chǎng)效應(yīng)管。特點(diǎn)：輸入電阻可達(dá)1010以上。類型N溝道P溝道增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型耗盡型UGS=0時(shí)漏源間存在導(dǎo)電溝道稱耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管；UGS=0時(shí)漏源間不存在導(dǎo)電溝道稱增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管。一、N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)P型襯底N+N+BGSDSiO2源極S漏極D襯底引線B柵極G圖1.4.7N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖SGDB1.工作原理絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管利用UGS來(lái)控制“感應(yīng)電荷”的多少，改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況，以控制漏極電流ID。2.工作原理分析(1)UGS=0漏源之間相當(dāng)于兩個(gè)背靠背的PN結(jié)，無(wú)論漏源之間加何種極性電壓，總是不導(dǎo)電。SBD(2)

UDS=0，0<UGS<UGS(th)P型襯底N+N+BGSD柵極金屬層將聚集正電荷，它們排斥P型襯底靠近SiO2一側(cè)的空穴，形成由負(fù)離子組成的耗盡層。增大UGS耗盡層變寬。VGG---------(3)

UDS=0，UGS≥UGS(th)由于吸引了足夠多P型襯底的電子，會(huì)在耗盡層和SiO2之間形成可移動(dòng)的表面電荷層——---N型溝道反型層、N型導(dǎo)電溝道。UGS升高，N溝道變寬。因?yàn)閁DS=0，所以ID=0。UGS(th)或UT為開(kāi)始形成反型層所需的UGS，稱開(kāi)啟電壓。(4)

UDS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響(UGS>UT)導(dǎo)電溝道呈現(xiàn)一個(gè)楔形。漏極形成電流ID。b.UDS=UGS–UT，

UGD=UT靠近漏極溝道達(dá)到臨界開(kāi)啟程度，出現(xiàn)預(yù)夾斷。c.UDS>UGS–UT，

UGD<UT由于夾斷區(qū)的溝道電阻很大，UDS逐漸增大時(shí)，導(dǎo)電溝道兩端電壓基本不變，iD因而基本不變。a.UDS<UGS–UT，即UGD=UGS–UDS>UTP型襯底N+N+BGSDVGGVDDP型襯底N+N+BGSDVGGVDDP型襯底N+N+BGSDVGGVDD夾斷區(qū)DP型襯底N+N+BGSVGGVDDP型襯底N+N+BGSDVGGVDDP型襯底N+N+BGSDVGGVDD夾斷區(qū)圖1.4.9UDS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響(a)

UGD>UT(b)

UGD=UT(c)

UGD<UT在UDS>UGS–UT時(shí)，對(duì)應(yīng)于不同的uGS就有一個(gè)確定的iD。此時(shí)，可以把iD近似看成是uGS控制的電流源。3.特性曲線與電流方程(a)轉(zhuǎn)移特性(b)輸出特性UGS<UT，iD=0；UGS

≥

UT，形成導(dǎo)電溝道，隨著UGS的增加，ID

逐漸增大。(當(dāng)UGS>UT時(shí))三個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)、恒流區(qū)(或飽和區(qū))、夾斷區(qū)。UT2UTIDOuGS/ViD/mAO圖1.4.10(a)圖1.4.10(b)iD/mAuDS/VO預(yù)夾斷軌跡恒流區(qū)可變電阻區(qū)夾斷區(qū)。UGS增加二、N溝道耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管P型襯底N+N+BGSD++++++制造過(guò)程中預(yù)先在二氧化硅的絕緣層中摻入正離子，這些正離子電場(chǎng)在P型襯底中“感應(yīng)”負(fù)電荷，形成“反型層”。即使UGS=0也會(huì)形成N型導(dǎo)電溝道。++++++++++++UGS=0，UDS>0，產(chǎn)生較大的漏極電流；UGS<0，絕緣層中正離子感應(yīng)的負(fù)電荷減少，導(dǎo)電溝道變窄，iD減?。籙GS=

UP,感應(yīng)電荷被“耗盡”，iD

0。UP或UGS(off)稱為夾斷電壓圖1.4.11N溝道耗盡型MOS管特性工作條件：UDS>0；UGS正、負(fù)、零均可。iD/mAuGS/VOUP(a)轉(zhuǎn)移特性IDSS耗盡型MOS管的符號(hào)SGDB(b)輸出特性iD/mAuDS/VO+1VUGS=0-3V-1V-2V43215101520N溝道耗盡型MOSFET三、P溝道MOS管1.P溝道增強(qiáng)型MOS管的開(kāi)啟電壓UGS(th)<0當(dāng)UGS<UGS(th)，漏-源之間應(yīng)加負(fù)電源電壓管子才導(dǎo)通,空穴導(dǎo)電。2.P溝道耗盡型MOS管的夾斷電壓UGS(off)＞0UGS可在正、負(fù)值的一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)iD的控制，漏-源之間應(yīng)加負(fù)電源電壓。SGDBP溝道SGDBP溝道四、VMOS管VMOS管漏區(qū)散熱面積大，可制成大功率管。種類符號(hào)轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線

結(jié)型N溝道耗盡型

結(jié)型P溝道耗盡型

絕緣柵型N溝道增強(qiáng)型SGDSGDiDUGS=0V+uDS++oSGDBuGSiDOUT各類場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線+UGS=UTuDSiD+++OiDUGS=0V---uDSOuGSiDUPIDSSOuGSiD/mAUPIDSSO種類符號(hào)轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線絕緣柵型N溝道耗盡型絕緣柵型P溝道增強(qiáng)型耗盡型IDSGDBUDSID_UGS=0+__OIDUGSUPIDSSOSGDBIDSGDBIDIDUGSUTOIDUGSUPIDSSO_IDUGS=UTUDS_o_UGS=0V+_IDUDSo+例1.4.2電路如圖1.4.14所示，其中管子T的輸出特性曲線如圖1.4.15所示。試分析ui為0V、8V和10V三種情況下uo分別為多少伏？圖1.4.14圖1.4.15分析：N溝道增強(qiáng)型MOS管，開(kāi)啟電壓UGS(th)＝4V解(1)ui為0V，即uGS＝ui＝0，管子處于夾斷狀態(tài)

所以u(píng)0＝VDD＝15V(2)uGS＝ui＝8V時(shí)，從輸出特性曲線可知，管子工作在恒流區(qū)，iD＝1mA，u0＝uDS＝VDD-iD

RD＝10V(3)uGS＝ui＝10V時(shí)，若工作在恒流區(qū)，iD＝2.2mA。因而u0＝15-2.2*5＝4V但是，uGS＝10V時(shí)的預(yù)夾斷電壓為uDS=uGS–UT=(10-4)V=6V可見(jiàn)，此時(shí)管子工作在可變電阻區(qū)從輸出特性曲線可得uGS＝10V時(shí)d-s之間的等效電阻(D在可變電阻區(qū)，任選一點(diǎn)，如圖)所以輸出電壓為[例1.4.3]晶體管場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)NPN型、PNP型結(jié)型耗盡型N溝道P溝道絕緣柵增強(qiáng)型N溝道P溝道絕緣柵耗盡型N溝道P溝道C與E一般不可倒置使用D與S有的型號(hào)可倒置使用載流子多子擴(kuò)散少子漂移多子運(yùn)動(dòng)輸入量電流輸入電壓輸入控制電流控制電流源CCCS(β)電壓控制電流源VCCS(gm)1.4.4場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較小結(jié)第1章一、兩種半導(dǎo)體和兩種載流子兩種載流子的運(yùn)動(dòng)電子空穴兩種半導(dǎo)體N型(多電子)P型(多空穴)二、二極管1.特性—單向?qū)щ娬螂娮栊?理想為0)，反向電阻大()。2.主要參數(shù)正向—最大平均電流IF反向—最大反向工作電壓U(BR)(超過(guò)則擊穿)反向飽和電流IR(IS)(受溫度影響)ISiDO

uDU(BR)IFURM3.二極管的等效模型理想模型(大信號(hào)狀態(tài)采用)uDiD正偏導(dǎo)通電壓降為零相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)閉合反偏截止電流為零相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)斷開(kāi)恒壓降模型UD(on)正偏電壓UD(on)時(shí)導(dǎo)通等效為恒壓源UD(on)否則截止，相當(dāng)于二極管支路斷開(kāi)UD(on)=(0.60.8)V估算時(shí)取0.7V硅管：鍺管：(0.10.3)V0.2V折線近似模型相當(dāng)于有內(nèi)阻的恒壓源UD(on)三、兩種半導(dǎo)體放大器件雙極型半導(dǎo)體三極管(晶體三極管

BJT)單極型半導(dǎo)體三極管(場(chǎng)效應(yīng)管

FET)兩種載流子導(dǎo)電多數(shù)載流子導(dǎo)電晶體三極管1.形式與結(jié)構(gòu)NPNPNP三區(qū)、三極、兩結(jié)2.特點(diǎn)基極電流控制集電極電流并實(shí)現(xiàn)放大放大條件內(nèi)因：發(fā)射區(qū)載流子濃度高、

基區(qū)薄、集電區(qū)面積大外因：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏3.電流關(guān)系IE=IC+IBIC=

IB+ICEO

IE=(1+)

IB+ICEOIE=IC+IBIC=

IB

IE=(1+)

IB

4.特性iC

/mAuCE

/V100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O369124321O0.40.8iB

/AuBE/V60402080死區(qū)電壓(Uth)：0.5V(硅管)0.1V(鍺管)工作電壓(UBE(on))

：0.60.8V取0.7V

(硅管)0.20.3V取0.3V

(鍺管)飽和區(qū)截止區(qū)iC

/mAuCE

/V100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O369124321放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)特點(diǎn)：1)iB決定