模擬電子技術(shù)課件chapter1

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)河北工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院1第0章緒論§0.1數(shù)字電子技術(shù)與模擬電子技術(shù)§0.2模擬電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域§0.3課程特點(diǎn)2數(shù)字量模擬量數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字電路模擬電路在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的且量值只取某一最小量的整倍數(shù)的物理量在時(shí)間上和數(shù)量上都是連續(xù)的物理量表示數(shù)字量的信號(hào)表示模擬量的信號(hào)工作在數(shù)字信號(hào)下的電子電路工作在模擬信號(hào)下的電子電路§0.1數(shù)字電子技術(shù)與模擬電子技術(shù)3§0.2模擬電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域汽車電子

Automobileelectronics通訊電子

Communication~消費(fèi)電子

Consumer~工業(yè)電子

Industrial~機(jī)電一體化

Mechtronics~醫(yī)用電子

Medical~辦公電子

Office~4應(yīng)用舉例傳感器執(zhí)行器件電子線路5§0.3課程特點(diǎn)技術(shù)基礎(chǔ)課（專業(yè)基礎(chǔ)課）實(shí)踐性強(qiáng)討論共性概念問題基本分析方法、分析原則為后續(xù)課程打基礎(chǔ)時(shí)間緊、任務(wù)重、難度大、難掌握問題實(shí)質(zhì)：實(shí)踐性強(qiáng)、內(nèi)容分散6本課程的目的了解、掌握常用半導(dǎo)體器件、集成電路的原理及特性掌握模擬電路的分析、設(shè)計(jì)技巧初步了解模擬電子技術(shù)的應(yīng)用為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及深入研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)7參考教材1.DonaldA.Neamen《ElectronicCircuitAnalysisandDesign》電子電路分析與設(shè)計(jì)，SecondEdition清華大學(xué)出版社MuhammadH.Rasid《MicroelectronicCircuit:AnalysisandDsign》微電子電路分析與設(shè)計(jì)，科學(xué)出版社8參考教材3.康華光主編：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》第四版，高教出版社4.沈尚賢主編：《電子技術(shù)導(dǎo)論》，高教出版社5.謝嘉奎主編：《電子線路》第四版，高教出版社9§1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)§1.2半導(dǎo)體二極管(Diode)§1.3雙極型晶體管§1.4場(chǎng)效應(yīng)晶體管Chapter1常用半導(dǎo)體器件（復(fù)習(xí)）10完全純凈的、有完整晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體?！?.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)1.1.1本征半導(dǎo)體(intrinsicsemiconductors)物質(zhì)的導(dǎo)電性取決于原子結(jié)構(gòu)----導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。11Si硅原子Ge鍺原子在硅和鍺晶體中，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。1.本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu):硅晶體的晶體結(jié)構(gòu)12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，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+413一定溫度條件下，本征半導(dǎo)體中激發(fā)產(chǎn)生的與復(fù)合掉的自由電子與空穴對(duì)數(shù)目相等，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。復(fù)合現(xiàn)象：自由電子運(yùn)動(dòng)中，自由電子填補(bǔ)空穴的現(xiàn)象本征激發(fā)：極少數(shù)價(jià)電子在熱激發(fā)下，成為自由電子2.本征半導(dǎo)體中的載流子:14外加一電場(chǎng)，自由電子定向移動(dòng)，形成電子電流；空穴也定向移動(dòng)，形成空穴電流。載流子：運(yùn)載電荷的粒子。本征半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子和空穴。

Freeelectron

and

carrier注:導(dǎo)體中有一種載流子,即自由電子導(dǎo)電。151.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。載流子：電子，空穴N型半導(dǎo)體(Ntypesemiconductors)（多子為電子，少子為空穴）P型半導(dǎo)體(Ptypesemiconductors)（多子為空穴，少子為電子）16N型半導(dǎo)體（摻五價(jià)元素）多余電子獲很少能量可成為自由電子磷原子硅原子+N型硅表示SiPSiSiNegative（負(fù)）自由電子為多子；空穴為少子施主原子(正離子)自由電子17空位P型半導(dǎo)體（摻三價(jià)元素）硼原子P型硅表示SiSiSiB硅原子當(dāng)硅原子外層電子由于熱運(yùn)動(dòng)填補(bǔ)空位時(shí)，在硅原子共價(jià)鍵中產(chǎn)生一個(gè)空穴。空穴為多子；自由電子為少子Positive（正）受主原子(負(fù)離子)空穴18雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體19P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)1.2.3PN結(jié)的形成20擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。21漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)EPN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。22PN結(jié)正向偏置－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)減弱，使擴(kuò)散加強(qiáng)，擴(kuò)散飄移，正向電流大空間電荷區(qū)變薄PN+_正向電流1.2.4PN結(jié)的單向?qū)щ娦?3PN結(jié)反向偏置+－－－－++++空間電荷區(qū)變厚NP_++++－－－－內(nèi)電場(chǎng)加強(qiáng)，使擴(kuò)散停止，有少量飄移，反向電流很小反向飽和電流很小，A級(jí)24PN結(jié)的電流方程PN結(jié)的伏安特性UT26mV（thermalvoltage）正向特性反向特性擊穿區(qū)反向電流很小，少子漂移電流，和溫度有關(guān)U較小時(shí)，外電場(chǎng)不足于克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)造成的阻力，I很?。ㄋ绤^(qū)），當(dāng)U>UON時(shí)，I顯著增加反向電壓超過一定數(shù)值后，反向電流急劇增加25二、雪崩擊穿（AvalancheMultiplication）當(dāng)PN結(jié)的摻雜濃度很高時(shí)，耗盡層將變的很薄，加上不大的反向電壓，就能建立很強(qiáng)的電場(chǎng)，足以把價(jià)電子直接從共價(jià)鍵中拉出來，產(chǎn)生自由電子-空穴對(duì)，稱為場(chǎng)致激發(fā)，場(chǎng)致激發(fā)能夠產(chǎn)生大量的載流子，使PN結(jié)的反向電流劇增，呈現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。一般，擊穿電壓在6V以下的屬于齊納擊穿，6V以上的主要是雪崩擊穿。6V左右，兩種擊穿都有。PN結(jié)的擊穿特性反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，載流子獲得的動(dòng)能足以把束縛在共價(jià)鍵中的價(jià)電子碰撞出來，產(chǎn)生自由電子-空穴對(duì)。新的載流子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，再去碰撞其他共價(jià)鍵，產(chǎn)生新的自由電子-空穴對(duì)。連鎖反應(yīng)，引起載流子數(shù)量急劇增大，增長(zhǎng)速度極快，象雪崩一樣。一、齊納擊穿（ZenerBreakdown）26擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容示意圖正向偏置：兩種電容效應(yīng)；以擴(kuò)散電容為主反向偏置：以勢(shì)壘電容為主只有高頻時(shí)才考慮電容效應(yīng)非平衡少子濃度分布變化引起的電荷量變化效應(yīng)PN結(jié)的電容效應(yīng)勢(shì)壘電容耗盡層寬窄變化等效的電容Cb271.2.1基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。PNPN符號(hào)陽(yáng)極陰極點(diǎn)接觸型二極管

PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路?！?.2半導(dǎo)體二極管semiconductorsdiode28二極管的結(jié)構(gòu)示意圖平面型平面型二極管用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。面接觸型二極管

PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。面接觸型29半導(dǎo)體二極管圖片30半導(dǎo)體二極管圖片31半導(dǎo)體二極管圖片321.2.2伏安特性UI導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓U(BR)死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.2V。UIE+-反向漏電流（很小，

A級(jí)）331.2.3二極管的主要參數(shù)2.最高反向工作電壓UR3.反相電流IR4.最高工作頻率fM最大整流電流IF:最大正向平均電流最大反向電壓,約為擊穿電壓VBR的一半反向電流小,單向?qū)щ娦院?41.2.4二極管的等效電路一、分段線性等效電路

Piecewiselinearequivalentcircuit理想二極管模型恒壓降模型Uon折線化模型UonrDUon35●uDiD二、二極管的微變等效電路ID

iDQ

uDUDrd

iD+-

uD36三、高頻模型1.正向偏置1.反向偏置勢(shì)壘電容Cb加擴(kuò)散電容Cd勢(shì)壘電容Cb371.2.5穩(wěn)壓二極管(zenerdiode)IZmax+-穩(wěn)壓二極管符號(hào)UIUZIZ穩(wěn)壓二極管特性曲線IZmin當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下,當(dāng)工作電流IZ在Izmax和

Izmin之間時(shí),其兩端電壓近似為常數(shù)正向同二極管穩(wěn)定電流穩(wěn)定電壓38二、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)定電流IZ額定功耗PZM=UZ

IZmax動(dòng)態(tài)電阻rZ=UZ/IZ溫度系數(shù)

39穩(wěn)壓管應(yīng)用例題RRLDZIZUIIL+-R確定原則：Izmin<IZ<IZmaxIZ取最小的條件：IZ取最大的條件：例1.2.2@P.25401.2.6其他類型二極管(diode)1發(fā)光二極管(light-emitting

diode)2光電二極管(photodiode)(1)單向?qū)щ娦?2)用于顯示電路中(1)遠(yuǎn)紅外線接受管,將光能轉(zhuǎn)為電能(2)用于遙控、報(bào)警及光電傳感器中符號(hào)41限幅電路VRVmvit0Vi>VR時(shí)，二極管導(dǎo)通，vo=vi。Vi<VR時(shí)，二極管截止，vo=VR。例1：理想二極管電路中

vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。解：42例2：求(1).vI=0V,vI=4V,vI=6V時(shí)，輸出v0的值。(2).Vi=6sinωtV時(shí)，輸出v0的波形。解：(1).

vI=4V時(shí)，D導(dǎo)通。vI=0V時(shí)，D截止。v0=vI

vI=6V時(shí)，D導(dǎo)通。(2).Vi=6sinωtV（理想模型）

3Vvit06V43例3：理想二極管電路中vi=VmsinωtV，求輸出波形v0。V1vit0VmV2Vi>V1時(shí)，D1導(dǎo)通、D2截止，Vo=V1。Vi<V2時(shí)，D2導(dǎo)通、D1截止，Vo=V2。V2<Vi<V1時(shí)，D1、D2均截止，Vo=Vi。44例4：畫出理想二極管電路的傳輸特性（Vo~VI）。當(dāng)VI<0時(shí)D1導(dǎo)通D2截止當(dāng)VI>0時(shí)D1截止D2導(dǎo)通0VIVO-5V+5V+5V-5V+2.5V-2.5V45§1.3半導(dǎo)體三極管(雙極型晶體管)(BipolarJunctionTransistor)1.3.1基本結(jié)構(gòu)BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型collecteremitterbase46BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高47BECNPN型三極管BECPNP型三極管三極管符號(hào)NPNCBEPNPCBE48發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極+++++++++++++__________________________+++++++++++++49半導(dǎo)體三極管圖片頻率：高頻管、低頻管功率：材料：小、中、大功率管硅管、鍺管類型：NPN型、PNP型501.3.2電流放大原理BECNNPEBRBEc發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。IE1進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IB，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。IB基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散,可忽略.51BECNNPEBRBEcIE由于集電結(jié)反偏，從基區(qū)擴(kuò)散來的電子漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成IC。IC2ICIB要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。52晶體管電流分配關(guān)系IE=IEN+IEP1.發(fā)射結(jié)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生IE2.擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴復(fù)合產(chǎn)生IB

IB=IBN+IEP-ICBO=I’B-ICBOICNIEIBNI

CBOIBICI

ENI

EP3.集電結(jié)反偏，漂移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生IC

IC=ICN+ICBOIE=IC+IB從外部看:53當(dāng)管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集電結(jié)面積等確定，故電流的比例關(guān)系確定，即：IB=IB’

ICBOIC=ICN+ICBO共射直流電流放大系數(shù)穿透電流很小,可忽略共基直流電流放大系數(shù)

=IC/

IBIC=

IB54靜態(tài)電流放大倍數(shù)動(dòng)態(tài)電流放大倍數(shù)IB：IB+

IBIC：IC+

IC

=

IC/

IB一般認(rèn)為：

==，近似為一常數(shù)，值范圍：20~100

IC=

IB

=IC/

IBIC=

IB551.3.3晶體管的共射特性曲線一、輸入特性曲線iB=f(VBE)|UCE=Const.becVBBVCCuI+--+uo輸入回路輸出回路56當(dāng)VCE1V后，集電結(jié)場(chǎng)強(qiáng)足以將發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的決大部分非平衡載流子收集到集電區(qū)輸入回路PN結(jié)二極管的伏安特性(1)死區(qū)(2)非線性區(qū)(3)線性區(qū)573.飽和區(qū)：

uBE

>Uon

,uCE

<uBE

臨界狀態(tài)：uCE=uBE2.放大區(qū)：

uBE

>Uon,uCE

uBEIC=IB1.

截止區(qū)：

uBE

Uon,uCE

>uBEIB=0,Ic=ICEO二、輸出特性曲線bec58輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):(1)放大區(qū)

BE結(jié)正偏，BC結(jié)反偏，IC=IB,且

IC=

IB(2)飽和區(qū)

BE結(jié)正偏，BC結(jié)正偏，即UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止區(qū)

UBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO0

591.3.4晶體管的主要參數(shù)一、直流參數(shù)1.共射直流電流放大系數(shù)2.共基直流電流放大系數(shù)3.極間反向電流60二、交流參數(shù)當(dāng)

下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為特征頻率，用fT表示。1.共射交流電流放大系數(shù)2.共基交流電流放大倍數(shù)3.特征頻率61三、極限參數(shù)1.集電極最大耗散功率PCMPCM=ICVCB≈ICVCE2.集電極最大允許電流ICM使

明顯減小的IC623.極間反向擊穿電壓(BreakdownVoltage)UCEO<UCER<UCES<UCEX<UCBO63安全工作區(qū)SOA

(SafeOperationArea）

PCM、ICM和V(BR)CEO限定PCM: 過損耗區(qū)；ICM: 過流區(qū)；UCEO:過壓區(qū)64測(cè)量三極管電極對(duì)地電位，判斷三極管的工作狀態(tài)。-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve65

放大截止飽和發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。66測(cè)得VB=4.5

V、VE=3.8

V、VC=8

V，判斷三極管的工作狀態(tài)。放大P71,1.81.967§1.4FieldEffectTransistor(場(chǎng)效應(yīng)晶體管）

(UnipolarJunctionTransistor)

1.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管

(JunctionFieldEffectTransistor

JFET)2.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管

(

InsulatedGateFieldEffectTransistor

IGFET)

金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管

(MetalOxideSemiconductorFETMOSFET

）主要內(nèi)容：MOS管工作原理、特性曲線

FET主要參數(shù)及與三極管比較681.4.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET(MetalOxide

SemiconductorFET)：

增強(qiáng)型

N溝道、P溝道

耗盡型

N溝道、P溝道N-channelenhancementMOSFETN-channeldepletionMOSFETP-channelenhancementMOSFETP-channeldepletionMOSFET增強(qiáng)型：沒有導(dǎo)電溝道，耗盡型：存在導(dǎo)電溝道，69N溝道P溝道

增強(qiáng)型N溝道P溝道

耗盡型增強(qiáng)型：沒有導(dǎo)電溝道，耗盡型：存在導(dǎo)電溝道，70FET特點(diǎn)：1.單極性器件(一種載流子導(dǎo)電)3.工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、

體積小、成本低2.輸入電阻高

(107

1015

，IGFET可高達(dá)1015

)7172一、N溝道增強(qiáng)型MOSFETG:Gate,柵極S：Source,源極D：Drain，漏極B:Substrate,襯底(一)、結(jié)構(gòu)及工作原理：73工作原理：1、柵源電壓對(duì)溝道的影響a.當(dāng)VGS=0V時(shí)，因?yàn)槁┰粗g被兩個(gè)背靠背的PN結(jié)隔離，在D、S間也不可能形成電流。

b.當(dāng)0<VGS<V(GS(th)(開啟電壓)時(shí),柵極下方P型襯底表層的空穴向下排斥，同時(shí)，使兩個(gè)N區(qū)和襯底中的自由電子吸向襯底表層，并與空穴復(fù)合而消失，結(jié)果在襯底表面形成一薄層負(fù)離子的耗盡層。漏源間仍無(wú)載流子的通道。管子仍不能導(dǎo)通，處于截止?fàn)顟B(tài)。

74反型層開啟電壓UGS(th)c.當(dāng)VGS＞VGS(th)時(shí),由于柵極電壓已經(jīng)比較強(qiáng)，在靠近柵極下方聚集較多的電子，可以形成D和S間的導(dǎo)電溝道，如果加有漏源電壓，就可形成漏極電流ID。在導(dǎo)電溝道中的電子，因與P型半導(dǎo)體的載流子空穴極性相反，故稱為反型層。VGS值越大，溝道內(nèi)電子越多，溝道電阻越小，ID

越大。這樣，就實(shí)現(xiàn)了輸入電壓VGS

對(duì)輸出電流ID

的控制。VGS對(duì)漏極電流的控制關(guān)系可用轉(zhuǎn)移特性曲線描述。75UDS<UGS-UGS(th)2、漏源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道的影響a.當(dāng)VGS＞VGS（TH），若給D、S間加正電壓則形成漏極電流ID。當(dāng)VDS較小時(shí)，ID從D

S流過溝道時(shí)，沿途會(huì)產(chǎn)生壓降，進(jìn)而導(dǎo)致沿著溝道長(zhǎng)度上柵極與溝道間的電壓分布不均勻。源極端電壓最低，由此感生的溝道最深；離開源極端，越向漏極端靠近，由它們感生的溝道越來越淺。76UDS=UGS-UGS(th)b.若VDS增大，直至VDS=VGS-VGs(th)

時(shí)，則漏端溝道消失，出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)。77UDS>UGS-UGS(th)c.當(dāng)VDS繼續(xù)增加到使UDS>UGS-UGS(th)時(shí)，預(yù)夾斷點(diǎn)向源極端延伸成小的夾斷區(qū)。由于預(yù)夾斷區(qū)呈現(xiàn)高阻，ID基本不隨VDS增加而變化。其中，VDS對(duì)ID的影響，即ID=f(VDS)

VGS=const這一關(guān)系曲線可用漏極輸出特性曲線來描述。78(二)、特性曲線1、輸入特性曲線2、漏極輸出特性曲線3、轉(zhuǎn)移特性曲線描述VGS＞VGS(th)，VDS對(duì)ID的影響ID=f(VDS)

VGS=constVGS對(duì)漏極電流ID的控制關(guān)系

ID=f(VGS)

VDS=const柵極電流和VGS間的關(guān)系，由于G、S間有SiO2絕緣層，故柵極電流為零。輸入特性不必考慮。79ID=f(VDS)

VGS=const4.擊穿區(qū)2、漏極輸出特性曲線1.夾斷區(qū)，VGS<VGS(th)2.可變電阻區(qū)

VDS=VGS-VGS(th)左邊區(qū)域3.恒流區(qū)VDS>VGS-VGS(th)夾斷區(qū)不同斜率的直線，直線斜率為D和S間的等效電阻。阻值和VGS、VDS有關(guān)。iD隨VGS變化而變化VDS很大時(shí)，擊穿803、轉(zhuǎn)移特性曲線

轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。gm

的量綱為mA/V，所以gm也稱為跨導(dǎo)。

gm=

ID/

VGS

VDS=const(單位mS)

ID=f(VGS)

VDS=const

IDO是VGS=2VGS(th)時(shí)的iD的值。81從漏極輸出特性曲線可以得到轉(zhuǎn)移特性曲線，過程如下：82

二、N溝道耗盡型MOSFET

N溝道耗盡型MOSFET是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)VGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)在感應(yīng)出反型層，在漏源之間形成了溝道。于是只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。83

三、P溝道MOSFETP溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。曲線分五個(gè)區(qū)域：（1）可變電阻區(qū)（2）恒流區(qū)（放大區(qū)）（3）截止區(qū)（4）擊穿區(qū)（5）過損耗區(qū)截止區(qū)擊穿區(qū)過損耗區(qū)可變電阻區(qū)85各類場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型P溝道增強(qiáng)型86絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

N溝道耗盡型P

溝道耗盡型871.4.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管的參數(shù)1.開啟電壓VGS(th)

增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)，柵源電壓小于開啟電壓的絕對(duì)值,場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通。

2.夾斷電壓VGS(off)(或VP)

結(jié)型、耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)，VGS=VGS(off)時(shí),

漏極電流為零飽和漏極電流IDSS

耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管