模擬電子技術(shù)康華光等主編

半導(dǎo)體二極管及整流電路特殊二極管及穩(wěn)壓電路雙極型三極管放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管半導(dǎo)體器件當(dāng)前第1頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特征導(dǎo)體：很容易導(dǎo)電的物體，如金、銀、銅、鐵等。絕緣體：不容易導(dǎo)電或者完全不導(dǎo)電的物體，如塑料、橡膠、陶瓷、玻璃等。半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如硅(Si)、鍺(Ge)、金屬氧化物等。硅和鍺是4價(jià)元素，原子的最外層軌道上有4個(gè)價(jià)電子。物質(zhì)導(dǎo)電性能的差異決定于物質(zhì)內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)及原子與原子之間的結(jié)合方式。當(dāng)前第2頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)2本征半導(dǎo)體完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱為本征半導(dǎo)體。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)當(dāng)前第3頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)3

純凈的半導(dǎo)體叫本征半導(dǎo)體。每個(gè)原子周圍有四個(gè)相鄰的原子，每個(gè)原子的一個(gè)外層價(jià)電子與另一原子的外層價(jià)電子組成電子對(duì)，原子之間的這種電子對(duì)為兩原子共有，稱為共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。原子通過(guò)共價(jià)鍵緊密結(jié)合在一起。兩個(gè)相鄰原子共用一對(duì)電子。

由于溫升、光照等原因，共價(jià)鍵的電子容易掙脫鍵的束縛成為自由電子。這是半導(dǎo)體的一個(gè)重要特征。1．熱激發(fā)產(chǎn)生自由電子和空穴當(dāng)前第4頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)4室溫下，由于熱運(yùn)動(dòng)少數(shù)價(jià)電子掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子，同時(shí)在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位，這個(gè)空位稱為空穴。失去價(jià)電子的原子成為正離子，就好象空穴帶正電荷一樣。在電子技術(shù)中，將空穴看成帶正電荷的載流子。當(dāng)前第5頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)5硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)

共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子。+4+4+4+4當(dāng)前第6頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)6+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子

在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴（帶正電）。

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。當(dāng)前第7頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)7（與自由電子的運(yùn)動(dòng)不同）

有了空穴，鄰近共價(jià)鍵中的價(jià)電子很容易過(guò)來(lái)填補(bǔ)這個(gè)空穴，這樣空穴便轉(zhuǎn)移到鄰近共價(jià)鍵中（這是一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)），新的空穴又會(huì)被鄰近的價(jià)電子填補(bǔ)。帶負(fù)電荷的價(jià)電子依次填補(bǔ)空穴的運(yùn)動(dòng)，從效果上看，相當(dāng)于帶正電荷的空穴作相反方向的運(yùn)動(dòng)。2．空穴的運(yùn)動(dòng)當(dāng)前第8頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)8

本征半導(dǎo)體中有兩種載流子：帶負(fù)電荷的自由電子和帶正電荷的空穴，這是半導(dǎo)體與導(dǎo)體在導(dǎo)電原理上的本質(zhì)區(qū)別。熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴是成對(duì)出現(xiàn)的，電子和空穴又可能重新結(jié)合而成對(duì)消失，稱為復(fù)合。在一定溫度下自由電子和空穴維持一定的濃度，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。3.在純凈半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力將大大增強(qiáng)當(dāng)前第9頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)9在純凈半導(dǎo)體硅或鍺（4價(jià)）中摻入磷、砷等5價(jià)元素，由于這類元素的原子最外層有5個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于存在一個(gè)多余的價(jià)電子而產(chǎn)生大量自由電子，這種半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體，其中自由電子為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的空穴為少數(shù)載流子。（1）N型半導(dǎo)體自由電子

多數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱多子）空穴少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱少子）當(dāng)前第10頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)10N型半導(dǎo)體

摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。

自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），

空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。+4+4+4+4+5多余電子磷原子摻入五價(jià)元素在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子當(dāng)前第11頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)11（2）P型半導(dǎo)體

在純凈半導(dǎo)體硅或鍺（4價(jià)）中摻入硼、鋁等3價(jià)元素，由于這類元素的原子最外層只有3個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于缺少價(jià)電子而形成大量空穴，這類摻雜后的半導(dǎo)體其導(dǎo)電作用主要靠空穴運(yùn)動(dòng)，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體，其中空穴為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的自由電子是少數(shù)載流子。自由電子

多數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱多子）空穴少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱少子）當(dāng)前第12頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)12P型半導(dǎo)體

摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，空穴濃度遠(yuǎn)大于自由電子濃度。

空穴稱為多數(shù)載流子（多子），

自由電子稱為少數(shù)載流子（少子）。+4+4+4+4+3硼原子空穴摻入三價(jià)元素接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子當(dāng)前第13頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)13半導(dǎo)體的特性：

(可制成溫度敏感元件，如熱敏電阻)摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，使其導(dǎo)電能力明顯改變。光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，其導(dǎo)電能力明顯變化。(可制成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等)。熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力明顯増強(qiáng)。當(dāng)前第14頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)14無(wú)論是P型半導(dǎo)體還是N型半導(dǎo)體都是中性的，通常對(duì)外不顯電性。摻入的雜質(zhì)元素的濃度越高，多數(shù)載流子的數(shù)量越多。只有將兩種雜質(zhì)半導(dǎo)體做成PN結(jié)后才能成為半導(dǎo)體器件。當(dāng)前第15頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)15半導(dǎo)體中載流子有擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。載流子在電場(chǎng)作用下的定向運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。在半導(dǎo)體中，如果載流子濃度分布不均勻，因?yàn)闈舛炔睿d流子將會(huì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。將一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面處將形成一個(gè)特殊的薄層→

PN結(jié)。PN結(jié)及其單向?qū)щ娦援?dāng)前第16頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)16

多子擴(kuò)散

形成空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)

少子漂移促使阻止

擴(kuò)散與漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡形成一定寬度的PN結(jié)當(dāng)前第17頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)17①外加正向電壓（也叫正向偏置）外加電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相反，內(nèi)電場(chǎng)削弱，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大大超過(guò)漂移運(yùn)動(dòng)，N區(qū)電子不斷擴(kuò)散到P區(qū)，P區(qū)空穴不斷擴(kuò)散到N區(qū)，形成較大的正向電流，這時(shí)稱PN結(jié)處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)。PN結(jié)的單向?qū)щ娦援?dāng)前第18頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)18②外加反向電壓（也叫反向偏置）外加電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同，增強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)，多子擴(kuò)散難以進(jìn)行，少子在電場(chǎng)作用下形成反向電流，因?yàn)槭巧僮悠七\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，反向電流很小，這時(shí)稱PN結(jié)處于高阻截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)前第19頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)19

一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來(lái)，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。符號(hào)用VD表示。半導(dǎo)體二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。

點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積很小，結(jié)電容很小，多用于高頻檢波及脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件。

面接觸型二極管PN結(jié)面積大，結(jié)電容也小，允許通過(guò)電流大，多用在低頻整流、檢波等電路中。半導(dǎo)體二極管當(dāng)前第20頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)20二極管的結(jié)構(gòu)示意圖VD當(dāng)前第21頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)21（1）正向特性（導(dǎo)通）外加正向電壓小于開啟電壓（閾值電壓）時(shí)，外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散的阻力，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。正向電壓大于閾值電壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。通常閾值電壓硅管約為0.5V，導(dǎo)通時(shí)電壓0.6V；鍺管閾值電壓約為0.2V，導(dǎo)通時(shí)電壓0.3V。正向特性曲線近似指數(shù)曲線。外加反向電壓時(shí)，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。1、溫升使反向電流增加很快；2、反向電流

很小且穩(wěn)定。

（2）反向特性（截止）半導(dǎo)體二極管的伏安特性（3）反向擊穿反向電壓大于擊穿電壓（UBR）時(shí)，反向電流急劇增加。原因?yàn)殡姄舸?、強(qiáng)外電場(chǎng)破壞鍵結(jié)構(gòu)；2、獲得大能量的載流子碰撞原子產(chǎn)生新的電子空穴對(duì)。如無(wú)限流措施，會(huì)造成熱擊穿而損壞。當(dāng)前第22頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)22（1）最大整流電流IFM：指管子長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。（2）反向擊穿電壓UBR：指管子反向擊穿時(shí)的電壓值。（3）最大反向工作電壓URM：二極管運(yùn)行時(shí)允許承受的最大反向電壓（約為UBR的一半）。（4）最大反向電流IRM：指管子未擊穿時(shí)的反向電流，其值越小，則管子的單向?qū)щ娦栽胶?。?）最高工作頻率fm：主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。理想二極管：正向?qū)〞r(shí)為短路特性，正向電阻為零，正向壓降忽略不計(jì)；反向截止時(shí)為開路特性，反向電阻為無(wú)窮大，反向漏電流忽略不計(jì)。半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)當(dāng)前第23頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)23整流電路直流穩(wěn)壓電源的組成：當(dāng)前第24頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)24二極管應(yīng)用范圍很廣，主要是利用二極管的單相導(dǎo)電性，可用于整流、檢波、開關(guān)元件等。一些特殊工藝制造的二極管還有更多更好的作用。利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟缍O管等，將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)直流電的電路稱為整流電路。整流電路按輸入電源相數(shù)可分為單相整流電路和三相整流電路，按輸出波形又可分為半波整流電路和全波整流電路。目前廣泛使用的是橋式（全波）整流電路。當(dāng)前第25頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)25單相半波整流電路優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：輸出電壓脈動(dòng)系數(shù)大用途：可以用脈動(dòng)電流的地方，如電鍍、蓄電池充電等。當(dāng)前第26頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)26當(dāng)u為正半周時(shí)，二極管VD承受正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)有電流流過(guò)負(fù)載，并且和二極管上的電流相等，即io=id。忽略二極管的電壓降，則負(fù)載兩端的輸出電壓等于變壓器副邊電壓，即uo=u，輸出電壓uo的波形幅度與u相同。當(dāng)前第27頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)27當(dāng)u為負(fù)半周時(shí)，二極管VD承受反向電壓而截止。此時(shí)負(fù)載上無(wú)電流流過(guò)，輸出電壓uo=0，變壓器副邊電壓u全部加在二極管VD上，UVD=um。當(dāng)前第28頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)28當(dāng)前第29頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)29當(dāng)前第30頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)30單相橋式整流電路（常用整流電路）可以得到比較平滑的整流電流。當(dāng)前第31頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)31u為正半周時(shí)，a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，二極管D1、D3承受正向電壓而導(dǎo)通，D2、D4承受反向電壓而截止。此時(shí)電流的路徑為：a→D1→RL→D3→b。當(dāng)前第32頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)32u為負(fù)半周時(shí)，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位，二極管D2、D4承受正向電壓而導(dǎo)通，D1、D3承受反向電壓而截止。此時(shí)電流的路徑為：b→D2→RL→D4→a。當(dāng)前第33頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)33當(dāng)前第34頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)34當(dāng)前第35頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)35當(dāng)前第36頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)36當(dāng)前第37頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)37當(dāng)前第38頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)38

穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的半導(dǎo)體二極管，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓就是反向擊穿電壓。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用在于：電流增量很大，只引起很小的電壓變化。穩(wěn)壓管的反向擊穿應(yīng)是可逆的，工作電流能控制在一定范圍內(nèi)。特殊二極管1穩(wěn)壓管（W）當(dāng)前第39頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)39

最簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電源采用穩(wěn)壓管來(lái)穩(wěn)定電壓。（負(fù)極接+）經(jīng)整流和濾波后的直流電壓Udi，再經(jīng)限流電阻R和穩(wěn)壓管VS組成的穩(wěn)壓電路接到負(fù)載RL上，穩(wěn)壓管VS與負(fù)載RL并聯(lián)。當(dāng)RL不變時(shí)，Udi隨電網(wǎng)電壓變化增大，應(yīng)是UDO增大，由于穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)，其兩端的電壓略有增大，流過(guò)的電流增大很多，使限流電阻R上的電流增大，壓降增大，使Udi的電壓增量幾乎都降在限流電阻R上。從而使UDO保持不變。反之亦然。當(dāng)負(fù)載電阻RL變化（減?。瑒t輸出UDO應(yīng)減小，由于穩(wěn)壓管兩端的電壓略有減小時(shí)，流過(guò)的電流減小很多，而R上的電流基本不變，負(fù)載電流要增大，從而使UDO保持不變。

當(dāng)前第40頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)40IRIRLIVS當(dāng)前第41頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)41穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)輸出電壓不能調(diào)節(jié)，負(fù)載電流變化范圍小，穩(wěn)定性，優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，輸出電壓固定。穩(wěn)壓管的選擇一般情況下，選穩(wěn)壓管型號(hào)依據(jù)：

VZ=VO

IZM=（1.5~3）Iomax輸入電壓的確定為保證足夠的電壓調(diào)整范圍，Ui=(2~3)UZ電路連接穩(wěn)壓狀態(tài)，正極接低電平，負(fù)極接高電平；輸出VZ;導(dǎo)通狀態(tài)，正極接高電平，負(fù)極接低電平，輸出0.5V。當(dāng)前第42頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)422發(fā)光二極管（LED）當(dāng)發(fā)光二極管的PN結(jié)加上正向電壓時(shí)，電子與空穴復(fù)合過(guò)程以光的形式放出能量。不同材料制成的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)出不同顏色的光。發(fā)光二極管具有亮度高、清晰度高、電壓低（1.5～3V）、反應(yīng)快、體積小、可靠性高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是一種很有用的半導(dǎo)體器件，常用于信號(hào)指示、數(shù)字和字符顯示。當(dāng)前第43頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)433光電二極管（U）光電二極管的又稱為光敏二極管，其工作原理恰好與發(fā)光二極管相反。當(dāng)光線照射到光電二極管的PN結(jié)時(shí)，能激發(fā)更多的電子，使之產(chǎn)生更多的電子空穴對(duì)，從而提高了少數(shù)載流子的濃度。在PN結(jié)兩端加反向電壓時(shí)反向電流會(huì)增加，所產(chǎn)生反向電流的大小與光的照度成正比，所以光電二極管正常工作時(shí)所加的電壓為反向電壓。為使光線能照射到PN結(jié)上，在光電二極管的管殼上設(shè)有一個(gè)小的通光窗口。當(dāng)前第44頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)44雙極型三極管(TTL)半導(dǎo)體三極管是由兩個(gè)背靠背的PN結(jié)構(gòu)成的。重要特性是具有電流放大作用和開關(guān)作用，常見的有平面型和合金型兩類。在工作過(guò)程中，兩種載流子（電子和空穴）都參與導(dǎo)電，故又稱為雙極型晶體管，簡(jiǎn)稱晶體管或三極管。

兩個(gè)PN結(jié)，把半導(dǎo)體分成三個(gè)區(qū)域（三區(qū)二結(jié)）。這三個(gè)區(qū)域的排列，可以是N-P-N，也可以是P-N-P。因此，雙極型三極管有兩種類型：NPN型和PNP型。當(dāng)前第45頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)45NPN型PNP型箭頭方向表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時(shí)的電流方向當(dāng)前第46頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)46電流分配和電流放大作用（1）產(chǎn)生放大作用的條件（工藝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）

內(nèi)部：a）發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度>>基區(qū)>>集電區(qū)，保證足夠多載流子用于發(fā)射。b）基區(qū)很薄且低濃度，減小復(fù)合運(yùn)動(dòng)。c）集電區(qū)面積大，保證有足夠的收集能力。

外部：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏當(dāng)前第47頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)47

（2）三極管內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程（NPN為例）a）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成發(fā)射極電流iEb）電子在基區(qū)中的繼續(xù)擴(kuò)散與復(fù)合，形成基極電流iBc）集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子，形成集電極電流iC（3）電流分配關(guān)系：

iE=iC+iB

當(dāng)前第48頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)48

實(shí)驗(yàn)表明IC比IB大數(shù)十至數(shù)百倍，因而有IC近似等于IE。IB雖然很小，但對(duì)IC有控制作用，IC隨IB的改變而改變，即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化，表明基極電流對(duì)集電極具有小量控制大量的作用，這就是三極管的電流放大作用。當(dāng)前第49頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)49三極管的特性曲線（NPN）1．輸入特性曲線與二極管加正向電壓類似當(dāng)前第50頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)502．輸出特性曲線當(dāng)前第51頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)51（2）放大區(qū)：發(fā)射極正向偏置，集電結(jié)反向偏置（1）截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置

（3）飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置此時(shí)

UCE0.3V當(dāng)前第52頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)52三極管的主要參數(shù)1、電流放大系數(shù)β：iC=βiB

有直流和交流之分，在小功率范圍內(nèi)認(rèn)為相等。（有的用hfe表示）2、極間反向電流iCBO、iCEO：iCEO也叫穿透電流，與ICBO、β及溫度有關(guān)。

iCEO=（1+β）iCBO3、極限參數(shù)

（1）集電極最大允許電流ICM：下降到額定值的2/3時(shí)所允許的最大集電極電流，電路不能正常工作。（2）反向擊穿電壓U（BR）CEO：基極開路時(shí)，集電極、發(fā)射極間的最大允許反向電壓，大了可能燒壞管子。（3）集電極最大允許功耗PCM=ICUCE，決定了管子的溫升極限。在輸出特性曲線上是一條雙曲線，劃定了安全區(qū)。當(dāng)前第53頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)53ICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫出三極管的安全工作區(qū)當(dāng)前第54頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)54三極管開關(guān)特性

在數(shù)字電路中，三極管作為最基本的開關(guān)元件，工作在截止區(qū)和飽和區(qū)。輸入高電平時(shí)，管子導(dǎo)通飽和，輸出低電平；輸入低電平時(shí)，管子反相截止，輸出高電平。三極管起一個(gè)反相器的作用。（構(gòu)成非門）（一）、飽和導(dǎo)通條件：臨界飽和時(shí)UCE=UCESIC=ICSIB=IBS若IB＞IBS≈UCC/βRC

管子一定飽和導(dǎo)通飽和導(dǎo)通時(shí)UBE≈0.7vUCE=UCES≤0.3v（硅管）管子如一個(gè)合上的開關(guān)。（二）、截止條件：UBE≤0.5V（硅管）管子截止。

此時(shí)IB≈0IC≈0UCE≈UCC管子如一個(gè)打開的開關(guān)。當(dāng)前第55頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)55三極管的開關(guān)特性u(píng)iRB+UCCRCTuouo+UCCRCCE。。+UCC。。RCCEuo飽和導(dǎo)通，截止3V0Vuo0相當(dāng)于開關(guān)斷開相當(dāng)于開關(guān)閉合uoUCC當(dāng)前第56頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)56

三、開關(guān)時(shí)間

導(dǎo)通與截止的轉(zhuǎn)換時(shí)間稱開關(guān)時(shí)間。1、開啟時(shí)間ton：由截止轉(zhuǎn)換為飽和的時(shí)間。由截止IC=0跳變到IC=0.1Cmax導(dǎo)通的延遲時(shí)間td和導(dǎo)通到飽和IC=0.9ICmax的上升時(shí)間tr組成。

ton=td+tr2、關(guān)閉時(shí)間toff：由飽和轉(zhuǎn)換為截止的時(shí)間。由飽和Icmax轉(zhuǎn)為導(dǎo)通IC=0.9ICmax的存儲(chǔ)時(shí)間ts和導(dǎo)通跳變到截止IC=0.1Cmax的下降時(shí)間tf組成。

toff=ts+tf三極管的開關(guān)時(shí)間一般為納秒級(jí)，其中存儲(chǔ)時(shí)間ts是影響三極管開關(guān)速度的關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)前第57頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)57三極管開關(guān)時(shí)間的波形：前一頁(yè)后一頁(yè)A0.9A0.5A0.1AtptrtfT脈沖幅度A延遲時(shí)間td,上升時(shí)間tr，開啟時(shí)間ton=td+tr脈沖周期T存儲(chǔ)時(shí)間ts,下降時(shí)間tf，關(guān)閉時(shí)間toff=ts+tf脈沖寬度tp

當(dāng)前第58頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)58放大電路的靜態(tài)分析

放大電路的組成放大的實(shí)質(zhì)：用較小的信號(hào)去控制較大的信號(hào)。放大器的本質(zhì)是能量控制和轉(zhuǎn)換。三極管工作在放大區(qū)的條件是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。當(dāng)前第59頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)59（1）晶體管V放大元件，用基極電流iB控制集電極電流iC。（2）電源UCC和UBB使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管處在放大狀態(tài)，同時(shí)也是放大電路的能量來(lái)源，提供電流iB和iC。UCC一般在幾伏到十幾伏之間。（3）偏置電阻RB

用來(lái)調(diào)節(jié)基極偏置電流IB，使晶體管有一個(gè)合適的工作點(diǎn)，一般為幾十千歐到幾百千歐。（4）集電極負(fù)載電阻RC。將集電極電流iC的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，以獲得電壓放大，一般為幾千歐。當(dāng)前第60頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)60（5）電容Cl、C2用來(lái)傳遞交流信號(hào)，起到耦合的作用。同時(shí)，又使放大電路和信號(hào)源及負(fù)載間直流相隔離，起隔直作用。為了減小傳遞信號(hào)的電壓損失，Cl、C2應(yīng)選得足夠大，一般為幾微法至幾十微法，通常采用電解電容器。當(dāng)前第61頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)61共發(fā)射極放大電路的實(shí)用電路（固定式偏置電路）當(dāng)前第62頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)62直流通路和交流通路

因電容對(duì)交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流分量不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開路。這樣，交直流所走的通路是不同的。直流通路：無(wú)信號(hào)時(shí)電流（直流電流）的通路,用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。電容開路，電感短路。交流通路：有信號(hào)時(shí)交流分量（變化量）的通路，用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。電容，電源（對(duì)交流內(nèi)阻很?。┛闯啥搪?，電感開路。當(dāng)前第63頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)63靜態(tài)：是指無(wú)交流信號(hào)輸入時(shí)，電路中的電流、電壓都處不變（直流）的狀態(tài)，靜態(tài)時(shí)三極管各極電流和電壓值稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ）。靜態(tài)分析主要是確定放大電路中的靜態(tài)值IBQ、ICQ和UCEQ。用直流通路進(jìn)行分析直流通路：耦合電容可視為開路。當(dāng)前第64頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)64IB=40μA的輸出特性曲線由UCE=UCC－ICRC所決定的直流負(fù)載線兩者的交點(diǎn)Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)Q點(diǎn)作水平線，在縱軸上的截距即為ICQ過(guò)Q點(diǎn)作垂線，在橫軸上的截距即為UCEQ當(dāng)前第65頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)65圖解步驟：（1）用估算法求出基極電流IBQ（如40μA）。（2）根據(jù)IBQ在輸出特性曲線中找到對(duì)應(yīng)的曲線。（3）作直流負(fù)載線。根據(jù)集電極電流IC與集、射間電壓UCE的關(guān)系式UCE=UCC－ICRC可畫出一條直線，該直線在縱軸上的截距為UCC/RC，在橫軸上的截距為UCC，其斜率為－1/RC，只與集電極負(fù)載電阻RC有關(guān)，稱為直流負(fù)載線。（4）求靜態(tài)工作點(diǎn)Q，并確定UCEQ、ICQ的值。晶體管的ICQ和UCEQ既要滿足IB=40μA的輸出特性曲線，又要滿足直流負(fù)載線，因而晶體管必然工作在它們的交點(diǎn)Q，該點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)。由靜態(tài)工作點(diǎn)Q便可在坐標(biāo)上查得靜態(tài)值ICQ和UCEQ。圖解法當(dāng)前第66頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)66動(dòng)態(tài)：是指有交流信號(hào)輸入時(shí)，電路中的電流、電壓隨輸入信號(hào)作相應(yīng)變化的狀態(tài)。由于動(dòng)態(tài)時(shí)放大電路是在直流電源UCC和交流輸入信號(hào)ui共同作用下工作，電路中的電壓uCE=UCEQ-icRc(負(fù)號(hào)表示uce反向)、電流iB=IBQ+ib和iC=ICQ+ic均包含交、直流兩個(gè)分量。放大電路的動(dòng)態(tài)分析當(dāng)前第67頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)67交流通路：（ui單獨(dú)作用下的電路）。由于電容C1、C2足夠大，容抗近似為零（相當(dāng)于短路），直流電源UCC去掉（相當(dāng)于短接）。當(dāng)前第68頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)68圖解步驟：（1）根據(jù)靜態(tài)分析方法，求出靜態(tài)工作點(diǎn)Q。（2）根據(jù)ui在輸入特性上求uBE和iB。（3）作交流負(fù)載線。（4）由輸出特性曲線和交流負(fù)載線求iC和uCE。圖解法當(dāng)前第69頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)69從圖解分析過(guò)程，可得出：靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置得不合適，會(huì)對(duì)放大電路的性能造成影響。若Q點(diǎn)偏高，當(dāng)ib按正弦規(guī)律變化時(shí)，Q'進(jìn)入飽和區(qū)，造成ic和uce的波形與ib（或ui）的波形不一致，輸出電壓uo（即uce）的負(fù)半周出現(xiàn)平頂畸變，稱為飽和失真；若Q點(diǎn)偏低，則Q"進(jìn)入截止區(qū)，輸出電壓uo的正半周出現(xiàn)平頂畸變，稱為截止失真。飽和失真和截止失真統(tǒng)稱為非線性失真。當(dāng)前第70頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)70當(dāng)前第71頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)71當(dāng)前第72頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)72

把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效成一個(gè)線性電路，就是放大電路的微變等效電路，然后用線性電路的分析方法來(lái)分析，這種方法稱為微變等效電路分析法。等效的條件是晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。這樣就能在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)，用直線段近似地代替晶體管的特性曲線。（1）基本思路微變等效電路法當(dāng)前第73頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)73（2）晶體管微變等效電路輸入特性曲線在Q點(diǎn)附近的微小范圍內(nèi)可以認(rèn)為是線性的。當(dāng)uBE有一微小變化ΔUBE時(shí)，基極電流變化ΔIB，兩者的比值稱為三極管的動(dòng)態(tài)輸入電阻，用rbe表示，即：當(dāng)前第74頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)74輸出特性曲線在放大區(qū)域內(nèi)可認(rèn)為呈水平線，集電極電流的微小變化ΔIC僅與基極電流的微小變化ΔIB有關(guān)，而與電壓uCE無(wú)關(guān)，故集電極和發(fā)射極之間可等效為一個(gè)受ib控制的電流源，即：當(dāng)前第75頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)75（3）放大電路微變等效電路當(dāng)前第76頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)76①電壓（電流、功率）放大倍數(shù)式中RL'=RC//RL。當(dāng)RL=∞（開路）時(shí)實(shí)際中，常用電壓增益（用對(duì)數(shù)表示放大倍數(shù)）來(lái)表示它。當(dāng)前第77頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)77②輸入電阻RiRi輸入電阻Ri的大小決定了放大電路從信號(hào)源吸取電流（輸入電流）的大小。為了減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)，總希望Ri越大越好。另外，較大的輸入電阻Ri，也可以降低信號(hào)源內(nèi)阻Rs的影響，使放大電路獲得較高的輸入電壓。在上式中由于RB比rbe大得多，Ri近似等于rbe，在幾百歐到幾千歐，一般認(rèn)為是較低的，并不理想。

放大器對(duì)于信號(hào)源來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載，可以用動(dòng)態(tài)電阻等效，這個(gè)動(dòng)態(tài)電阻就是放大器的輸入電阻Ri。當(dāng)前第78頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)78③輸出電阻RO

對(duì)于負(fù)載而言，放大器的輸出電阻Ro越小，負(fù)載電阻RL的變化對(duì)輸出電壓的影響就越小，表明放大器帶負(fù)載能力越強(qiáng)，因此總希望Ro越小越好。上式中Ro在幾千歐到幾十千歐，一般認(rèn)為是較大的，也不理想。

放大器對(duì)于下一級(jí)電路而言，是個(gè)信號(hào)源，這個(gè)信號(hào)源的內(nèi)阻就是放大器的輸出電阻Ro。當(dāng)前第79頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)79當(dāng)前第80頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)80當(dāng)前第81頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)81微變等效電路分析的對(duì)象是變化量，不能用來(lái)求靜態(tài)工作點(diǎn)或某一時(shí)間的電壓、電流總值。但微變參數(shù)又是在Q點(diǎn)的基礎(chǔ)上求得的，計(jì)算的結(jié)果反映了Q點(diǎn)附近的工作情況。當(dāng)前第82頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)82(4)具有射極電阻的共射放大電路的計(jì)算rbeRCRLRE++--當(dāng)前第83頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)83rbeRCRLRE++--當(dāng)前第84頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)84rbeRCRLRE++--

如果忽略三極管的輸出電阻rce，令Ui=0(Ib=0,使βIb=0，受控電流源開路），RL=∝時(shí)，得出

放大電路的輸出電阻r0≈Rc共射極放大電路特點(diǎn)：1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.當(dāng)前第85頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)85例：圖示電路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50。試估算靜態(tài)工作點(diǎn)，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解：（1）用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)當(dāng)前第86頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)86（2）求電壓放大倍數(shù)由于Re并接了交流旁路電容Ce，三極管發(fā)射極交流接地，其Au與基本放大電路一樣。（3）求輸入電阻和輸出電阻當(dāng)前第87頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)87共集極放大電路（射極輸出器）

集電極直接接在電源上，對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于接地端，成為輸入、輸出回路的公共端。信號(hào)從射極輸出。當(dāng)前第88頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)881

靜態(tài)分析當(dāng)前第89頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)89①求電壓放大倍數(shù)2動(dòng)態(tài)分析（RL’=RL//RE）≈1當(dāng)前第90頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)90②求輸入電阻（通分后即可得到）當(dāng)前第91頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)91③求輸出電阻(Rs、足夠小，RE足夠大，相對(duì)忽略）當(dāng)前第92頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)92射極輸出器的特點(diǎn)：①電壓放大倍數(shù)小于1，但約等于1，即電壓跟隨。②輸入電阻較高，對(duì)前方電路影響小。③輸出電阻較低,輸出電流大，帶負(fù)載能力強(qiáng)。當(dāng)前第93頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)93討論1、將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。2、將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能。3、將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。當(dāng)前第94頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)94例：圖示電路，已知UCC=12V，RB=200kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，RS=100Ω，β=50。試估算靜態(tài)工作點(diǎn)，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解：（1）用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)當(dāng)前第95頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)95當(dāng)前第96頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)96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)；輸入電阻高；工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、體積小、成本低。

當(dāng)前第97頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)97N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：當(dāng)前第98頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)98DSGN符號(hào)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JunctionFieldEffectTransistor結(jié)構(gòu)N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。當(dāng)前第99頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)99P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當(dāng)前第100頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)100一、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)。當(dāng)前第101頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)1011.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表示當(dāng)前第102頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)1022.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

當(dāng)前第103頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)103GDSP+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GDSiSiDP+VDDVGGP+P+(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)當(dāng)前第104頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)104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。當(dāng)前第105頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)105一、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GN溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖SGDB當(dāng)前第106頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)1061.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當(dāng)前第107頁(yè)\共有114頁(yè)\編于星期一\4點(diǎn)107(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D