《計(jì)算機(jī)電子電路技術(shù)-電路與模擬電子部分》課件第5章 半導(dǎo)體器件

第5章半導(dǎo)體器件5.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)5.2半導(dǎo)體二極管5.3半導(dǎo)體三極管5.4場(chǎng)效應(yīng)晶體管5.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)5.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性

1.本征半導(dǎo)體在近代電子學(xué)中，用得最多的半導(dǎo)體是Ge和Si。其外層都只有4個(gè)電子，屬4價(jià)元素。為便于討論，采用圖5.1所示的簡(jiǎn)化原子模型。圖5.1Ge和Si原子的簡(jiǎn)化模型

純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。Ge或Si原子生成晶體時(shí)，其原子排列就由雜亂無(wú)章的狀態(tài)變成了非常整齊的狀態(tài)，原子間的距離都是相等的。研究一塊純凈的Ge或Si晶體時(shí)，可發(fā)現(xiàn)每個(gè)原子有4個(gè)相鄰的原子圍繞著，每?jī)蓚€(gè)相鄰原子間共有一對(duì)電子(稱為價(jià)電子)，組成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，如圖5.2所示。其本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)如圖5.3所示。圖5.2Ge或Si晶體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)圖5.3本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)示意圖

束縛電子掙脫后，在原子外層上留下的一個(gè)空位子，稱為空穴?？昭@示出的功效類似陽(yáng)電荷(嚴(yán)格地說(shuō)，空穴不是陽(yáng)電荷)，所以，空穴也是一種載流子。如圖5.4所示。當(dāng)半導(dǎo)體處于外加電壓作用下時(shí)，通過它的電流可看作由兩部分組成：一部分是自由電子進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)形成的電子電流；另一部分是束縛電子在共價(jià)鍵上填補(bǔ)空穴形成的空穴電流。但是，當(dāng)一個(gè)自由電子進(jìn)入空穴時(shí)，空穴就會(huì)消失，這稱為復(fù)合，如圖5.5所示。

圖5.4本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴圖5.5自由電子進(jìn)入空穴產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動(dòng)2.雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中，通過熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴的數(shù)目，還遠(yuǎn)不能使半導(dǎo)體具有良好的導(dǎo)電能力。然而，通過摻入有用的雜質(zhì)(稱為摻雜)，卻能使其導(dǎo)電特性得到很大的改善。

摻雜的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。摻雜的方法是將少量的雜質(zhì)元素加入到加熱了的Ge或Si晶體中。如果在Si晶體中摻入少量的五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷(P)元素，則P原子將全部擴(kuò)散到加熱了的Si晶體中。因?yàn)镻原子比Si原子數(shù)目少得多，所以當(dāng)冷卻后形成固態(tài)晶體時(shí)，整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)不變，只是某些位置上的Si原子被P原子代替了。因?yàn)槊總€(gè)P原子有5個(gè)外層子，所以組成共價(jià)鍵后就自然而然地多出一個(gè)電子，此電子受原子核的束縛力很小，很容易成為自由電子，如圖5.6所示。圖5.6N型Si半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

因?yàn)檫@種摻雜后的半導(dǎo)體主要靠電子導(dǎo)電，電子是帶負(fù)電的，所以摻入五價(jià)元素的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體，也稱電子半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中，自由電子是多數(shù)載流子，簡(jiǎn)稱“多子”，空穴是少數(shù)載流子，簡(jiǎn)稱“少子”。每個(gè)P原子在釋放一個(gè)自由電子后便成為不能移動(dòng)的正離子，由此產(chǎn)生了正離子—電子對(duì)。同樣，如果在Si晶體中摻入少量的三價(jià)雜質(zhì)元素，例如硼(B)元素，可以獲得過多的空穴，如圖5.7所示。圖5.7P型Si半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)5.1.2PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦?/p>

1.PN結(jié)的形成物質(zhì)從濃度大的地方向濃度小的地方運(yùn)動(dòng)叫擴(kuò)散。當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，因?yàn)榭昭ㄔ赑區(qū)中是多子，在N區(qū)中是少子；同樣，電子在N區(qū)中是多子，在P區(qū)中是少子，所以在P、N兩區(qū)交界處，由于載流子濃度的差異，要發(fā)生電子和空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，多子都要向?qū)Ψ絽^(qū)域移動(dòng)。當(dāng)電子和空穴相遇時(shí)會(huì)復(fù)合消失。假設(shè)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向由正指向負(fù)(P區(qū)指向N區(qū))，則空穴將順擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)，電子將逆擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)，如圖5.8所示。圖5.8多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

擴(kuò)散的結(jié)果在兩區(qū)交界處的P區(qū)一側(cè)，出現(xiàn)了一層帶負(fù)電荷的粒子區(qū)(即不能移動(dòng)的負(fù)離子)；在N區(qū)一側(cè)，出現(xiàn)了一層帶正電荷的粒子區(qū)(即不能移動(dòng)的正離子)，形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū)，這就是PN結(jié)，如圖5.9所示。圖5.9PN結(jié)的形成2.PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?/p>

1)外加正向電壓Uf促使PN結(jié)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通狀態(tài)正向電壓又稱正向偏置電壓，簡(jiǎn)稱正偏電壓。當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓Uf(外電源的正極接P區(qū)，負(fù)極接N區(qū))時(shí)，如圖5.10(a)所示，則外電場(chǎng)的方向與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向一致，加強(qiáng)了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，削弱了漂移運(yùn)動(dòng)。(1)當(dāng)0≤Uf＜UT時(shí)，UT為死區(qū)電壓，或稱門坎電壓。這時(shí)由于外電場(chǎng)還不足以克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)載流子擴(kuò)散所造成的阻力，所以正向電流If幾乎為零，PN結(jié)呈現(xiàn)出一個(gè)大電阻，好像有一個(gè)門坎，如圖5.10(b)所示。

(2)當(dāng)Uf≥UT后，這時(shí)在外電場(chǎng)的作用下，內(nèi)電場(chǎng)被大大削弱，多子不斷地向?qū)Ψ絽^(qū)域擴(kuò)散，且進(jìn)入空間電荷區(qū)后，一部分空穴會(huì)與負(fù)離子中和，一部分電子會(huì)與正離子中和，使空間電荷量減少，PN結(jié)變窄，如圖5.10(a)所示。

空間電荷區(qū)中載流子數(shù)量的增加，相當(dāng)于PN結(jié)電阻的減小。這樣，載流子就能順利地越過PN結(jié)，形成閉合的回路，產(chǎn)生較大的正向電流If。因?yàn)橥怆娫床粩嗟叵虬雽?dǎo)體提供空穴和電子，所以使電流If得以維持。PN結(jié)的正向特性曲線如圖5.10(b)所示。

圖5.10PN結(jié)的正向特性(a)外加正向電壓導(dǎo)通；(b)正向特性曲線(1)空間電荷區(qū)變窄的過程，相當(dāng)于載流子充進(jìn)了PN結(jié)。P區(qū)一側(cè)充正電(充入空穴)，N區(qū)一側(cè)充負(fù)電(充入電子)，這現(xiàn)象如同一個(gè)電容器的充電，此電容稱為耗盡層電容Ct。

(2)PN結(jié)處于正偏時(shí)，還存在著電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。由于多子擴(kuò)散到對(duì)方區(qū)域后，電子與空穴并不一定會(huì)立即相遇而復(fù)合消失，所以，必定會(huì)在擴(kuò)散路程上有一定數(shù)量的存儲(chǔ)。即在P區(qū)中積累電子，在N區(qū)中積累空穴，建立起一定的濃度梯度。2)外加反向電壓UR促使PN結(jié)轉(zhuǎn)化為截止?fàn)顟B(tài)反向電壓又稱為反向偏置電壓，簡(jiǎn)稱反偏電壓。當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓UR(外電源的正極接N區(qū)，負(fù)極接P區(qū))時(shí)，如圖5.11(a)所示，外電場(chǎng)方向與自建電場(chǎng)方向一致，加強(qiáng)了漂移運(yùn)動(dòng)，削弱了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這時(shí)在外電場(chǎng)的作用下，空間電荷量增加，PN結(jié)變寬，如圖5.11(a)所示。

空間電荷區(qū)中幾乎無(wú)載流子，近似于電路的開路狀態(tài)，擴(kuò)散電流趨于零，見圖5.11(a)。這時(shí)由熱激發(fā)產(chǎn)生的少子，可以在結(jié)電場(chǎng)的作用下通過PN結(jié)，形成反向電流IR，但因?yàn)樯僮訑?shù)量有限，IR很小，所以這時(shí)仍可認(rèn)為PN結(jié)是截止的。

圖5.11PN結(jié)的反向特性(a)外加反向電壓截止；(b)反向特性曲線

因此，PN結(jié)處于反偏時(shí)，電阻是很大的。PN結(jié)的反向特性曲線如圖5.11(b)所示。

IR有時(shí)也稱為反向飽和電流IS。這是因?yàn)楫?dāng)溫度不變時(shí)，少子的濃度不變，所以在一定的電壓范圍內(nèi)，IR幾乎不隨反偏電壓的增加而變大，見圖5.11(b)。但溫度升高會(huì)使少子增加，故IR會(huì)隨溫度的上升而增長(zhǎng)很快，這就是PN結(jié)的溫度特性。由此可見，PN結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦约皽囟忍匦浴?/p>

需要指出的是：

(1)空間電荷區(qū)變寬的過程，相當(dāng)于PN結(jié)放出載流子的過程。這現(xiàn)象如同一個(gè)電容器的放電，如前所述，此電容稱為耗盡電容Ct。

(2)PN結(jié)處于反偏時(shí)，載流子數(shù)目很少，故反向擴(kuò)散電容Cd很小，可忽略。這時(shí)Ct>>Cd。3.PN結(jié)的結(jié)電容Cj

由上節(jié)可知，PN結(jié)上有耗盡層電容Ct和擴(kuò)散電容Cd,我們通常用結(jié)電容Cj來(lái)表征PN結(jié)的電容效應(yīng)：

Cj=Ct+Cd

結(jié)電容的充、放電效應(yīng)與普通電容相似，不同的是結(jié)電容的容量大小要隨外加電壓的大小而改變。當(dāng)PN結(jié)運(yùn)用在高頻時(shí)，要考慮到結(jié)電容的作用。PN結(jié)的高頻等效電路如圖5.12所示。圖5.12PN結(jié)的高頻等效電路4.PN結(jié)的擊穿特性當(dāng)PN結(jié)反偏電壓UR超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流IR會(huì)突然增大，出現(xiàn)反向電壓擊穿現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱為反向擊穿。發(fā)生反向擊穿所需的電壓稱為反向擊穿電壓UB。PN結(jié)的反向擊穿特性曲線如圖5.13所示。圖5.13反向擊穿特性曲線

反向擊穿現(xiàn)象有兩種類型：

(1)雪崩擊穿。當(dāng)反向電壓太高時(shí)，載流子在阻擋層中將受到強(qiáng)烈的電場(chǎng)加速作用，獲得足夠的能量去碰撞原子，產(chǎn)生新的電子—空穴對(duì)。被撞出的載流子獲得能量后又可能再去碰撞別的原子，如此連鎖反應(yīng)造成了載流子的劇增。這種擊穿多發(fā)生在摻雜濃度不大的PN結(jié)。雪崩擊穿電壓一般高于6V。(2)齊納擊穿。當(dāng)反向電壓足夠大時(shí)，阻擋層中的強(qiáng)電場(chǎng)會(huì)將電子從共價(jià)鍵中強(qiáng)行拉出，產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，使載流子劇增(其效果與溫度升高相仿)。這種擊穿多發(fā)生在摻雜濃度較高的PN結(jié)。齊納擊穿電壓一般低于6V。5.2半導(dǎo)體二極管5.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)與分類半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管，簡(jiǎn)稱為二極管。它是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼做成的。從P區(qū)引出的電極稱為陽(yáng)極(正極)，從N區(qū)引出的電極稱為陰極(負(fù)極)。PN結(jié)的四大基本屬性，也就是二極管的基本屬性。二極管的符號(hào)如圖5.14(C)所示，用字母VD表示。圖5.14半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)(a)點(diǎn)接觸型；(b)面接觸型；(C)符號(hào)5.2.2二極管的伏安特性曲線二極管的電壓—電流關(guān)系曲線稱伏安特性曲線。此特性曲線就是PN結(jié)的正向、反向及反向擊穿特性曲線。圖5.15(a)和(b)分別是Si和Ge二極管的特性曲線。在室溫下，Si管、Ge管的死區(qū)電壓UT、正向?qū)妷篣D及反向飽和電流IS的數(shù)值如表5.1所示。圖5.15二極管的伏安特性曲線

(a)Si管；(b)Ge管表5.1Si和Ge二極管的UT、UD及IS值5.2.3二極管的主要參數(shù)

1.直流參數(shù)

1)最大整流電流IF

最大整流電流是指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。當(dāng)二極管電流I＞IF時(shí)，PN結(jié)會(huì)因?yàn)樘珶岫鵁龎摹?/p>

2)最高反向工作電壓URM

最高反向工作電壓URM通常取二極管反向擊穿電壓UB的一半。3)反向電流IR

反向電流IR即為反向飽和電流IS。其值越小，二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?/p>

4)直流電阻RD

直流電阻RD是指二極管兩端的直流電壓與流過的直流電流之比。即(5―1)

圖5.16二極管的電阻(a)直流電阻RD；(b)微變電阻rD2.交流參數(shù)

1)微變(變流)電阻rD

二極管工作在小信號(hào)時(shí)需要用到微變電阻rD。rD的定義是：二極管特性曲線上工作點(diǎn)Q附近的電壓變化量ΔU與相應(yīng)的電流變化量ΔI之比。即(5―2)rD實(shí)際上就是特性曲線上Q點(diǎn)處斜率的倒數(shù)，見圖5.16(b)。在室溫(25℃)下，(5―3)2)最高工作頻率fM

這主要取決于PN結(jié)的結(jié)電容。若工作頻率f＞fM，則二極管的單向?qū)щ娦阅軐⒆儔?。為便于讀者了解半導(dǎo)體器件的命名方法，將我國(guó)的命名有關(guān)規(guī)定介紹如下：表5.25.2.4二極管應(yīng)用舉例二極管的應(yīng)用范圍很廣，利用二極管的單向?qū)щ娞匦裕山M成整流、檢波、鉗位、限幅、開關(guān)等電路。利用二極管的其它特性，可使其應(yīng)用在穩(wěn)壓、變?nèi)荨囟妊a(bǔ)償?shù)确矫?。整流、鉗位、開關(guān)電路將在后面有關(guān)章節(jié)中提到，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹一下限幅電路。限幅器又稱削波器，主要是限制輸出電壓的幅度。為討論方便起見，假設(shè)二極管VD為理想二極管，即正偏導(dǎo)通時(shí)，忽略VD的正向壓降，近似認(rèn)為VD短路；反偏截止時(shí)，近似認(rèn)為VD開路。

例1電路及輸入電壓UI的波形如圖5.17所示。畫出輸出電壓Uo的波形如圖5.17(b)所示。圖5.17二極管單向限幅電路

(a)電路；(b)波形

解：當(dāng)ui＞+5V時(shí)，uo=+5V(VD正偏短路)；當(dāng)ui

≤+5V時(shí)，uo=UI(VD反偏開路)。故可畫出輸出uo的波形，如圖5.17(b)所示。例2電路及輸入電壓UI的波形如圖5.18所示，畫出輸出電壓uo的波形。

圖5.18二極管雙向限幅電路

(a)電路；(b)波形解：①當(dāng)ui＞+10V時(shí)：

VD1正偏短路，VD2反偏開路，uo=+10V。②當(dāng)ui

＜-10V時(shí)：

VD1反偏開路，VD2正偏短路，uo=-10V。③當(dāng)-10V＜UI≤+10V時(shí)：

VD1、VD2均反偏開路，uo=ui。

uo波形如圖5.18(b)所示。5.2.5穩(wěn)壓管

1.穩(wěn)壓管通常，我們不希望二極管工作在反向擊穿區(qū)，因?yàn)橐坏㏄N結(jié)反向擊穿，反向電流IR會(huì)猛增，使IR·UR＞PM，引起熱擊穿，燒毀二極管。但是，利用PN結(jié)的反向擊穿現(xiàn)象，卻可以起到穩(wěn)定電壓的作用，即通過管子的電流在很大的范圍內(nèi)變化，而管子兩端的電壓卻變化很小。那么如何將“擊穿”轉(zhuǎn)化為“穩(wěn)壓”呢?其依據(jù)的條件是：

(1)工藝上通過控制半導(dǎo)體內(nèi)所摻雜的成份。

(2)外電路中所串聯(lián)的限流電阻。圖5.19穩(wěn)壓管符號(hào)及特性曲線

(a)符號(hào)；(b)伏安特性曲線

因?yàn)檫@種二極管具有穩(wěn)定電壓的作用，所以要與用于整流、檢波等用途的普通二極管區(qū)別開，稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管用字母VDZ表示，它的符號(hào)如圖5.19(a)所示。圖5.19(b)是它的伏安特性曲線，由圖(b)可知，穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)的曲線比較陡直。

值得指出的是：穩(wěn)壓管必須工作在反向偏置(利用正向穩(wěn)壓的除外)，即陰極接電源正極，陽(yáng)極接電源負(fù)極，如圖5.19(a)所示。如果極性接錯(cuò)，二極管就處于正向偏置狀態(tài)，穩(wěn)壓效果就差了。另外，穩(wěn)壓管可以串聯(lián)使用，一般不能并聯(lián)使用，因?yàn)椴⒙?lián)有時(shí)會(huì)因電流分配不勻而引起管子過載損壞。2.穩(wěn)壓管的主要參數(shù)

1)穩(wěn)定電壓UZ

UZ就是穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。由于制造工藝不易控制，即使同一型號(hào)的管子，UZ的值也會(huì)稍有不同。

2)穩(wěn)定電流IZ和最大穩(wěn)定電流IZMIZ的穩(wěn)壓管正常工作時(shí)的反向電流，這是一個(gè)參考值。IZM是穩(wěn)壓管允許通過的最大反向電流。當(dāng)穩(wěn)壓管工作電流I＜IZ時(shí)，沒有穩(wěn)壓效果；正常工作時(shí)，

IZ＜I＜IZM。3)動(dòng)態(tài)電阻rZ

rZ相當(dāng)于二極管的微變等效電阻，因此(5―4)rZ越小(ΔIZ越大)，穩(wěn)壓性能越好。4)電壓溫度系數(shù)αα是UZ受溫度變化的系數(shù)，常用溫度每增加1℃時(shí)，UZ改變的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。一般來(lái)說(shuō)，硅穩(wěn)壓管的UZ＜4V時(shí)，α＜0；UZ＞7V時(shí)，α＞0;4V≤UZ≤7V時(shí)，α最小，這時(shí)溫度穩(wěn)定性最好。

5)最大耗散功率PMPM是保證管子不發(fā)生熱擊穿的極限值。(5―5)3.穩(wěn)壓管應(yīng)用舉例利用穩(wěn)壓管反向擊穿時(shí)電壓基本穩(wěn)定的特性，可做成穩(wěn)壓電路。最簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路如圖5.20(a)所示。圖中，Ui和Uo分別是輸入和輸出電壓，R是限流電阻，RL是負(fù)載電阻，Uo=Ui-IRR=UZ。下面通過兩道例題來(lái)說(shuō)明，只要穩(wěn)壓管是工作在擊穿區(qū)，當(dāng)負(fù)載RL變化，或信號(hào)源Ui有變化時(shí)，穩(wěn)壓管都能起到穩(wěn)壓的作用，使輸出Uo=UZ不變。這就是穩(wěn)壓管的主要用途。圖5.20穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路

例3在圖5.20(a)所示的電路中，分別求RL等于30kΩ、4kΩ和3kΩ時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流IZ的值。解：①當(dāng)RL=30kΩ時(shí)：因?yàn)閂D兩端的電壓足以引起VD擊穿(VD臨界擊穿時(shí)的RL值，見本例③的解)，故VD近似為一個(gè)30V的電壓源。見圖5.20(b)中的C點(diǎn)。②當(dāng)RL=4kΩ時(shí)：

VD仍工作在擊穿區(qū)，仍可將其近似為30V的電壓源。見圖5.20(b)中的a點(diǎn)。由圖(b)看出，只要當(dāng)VD工作在擊穿區(qū)時(shí)，負(fù)載雖然有變化，使VD的工作點(diǎn)從C點(diǎn)移到a點(diǎn)，ΔIZ變化很大，但ΔUZ卻變化很小，Uo=UZ近似不變。③當(dāng)RL=3kΩ時(shí)：這時(shí)，VD工作在擊穿的臨界狀態(tài)，如圖5.20(b)所示。由此可求出，臨界擊穿時(shí)

例4在圖5.20(a)所示的電路中，當(dāng)負(fù)載RL開路(RL=∞)時(shí)，求UI從40V變化到60V時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流IZ的值。解：因?yàn)閁i=40V~60V，均超過了VD的反向擊穿電壓，所以VD工作在擊穿區(qū)，這時(shí)VD可近似為30V的電壓源。又因?yàn)镽L開路，所以IZ=IR。當(dāng)Ui=40V時(shí)：見圖5.20(b)中的b點(diǎn)。

見圖5.20(b)中的d點(diǎn)。所以，5mA＜IZ＜15mA。由圖(b)看出，只要VD工作在擊穿區(qū)，當(dāng)輸入信號(hào)Ui發(fā)生變化，使VD的工作點(diǎn)從b點(diǎn)移到d點(diǎn)時(shí)，雖然ΔIZ變化很大，但ΔUZ變化很小，Uo=UZ近似不變。當(dāng)Ui=60V時(shí)：5.3半導(dǎo)體三極管

半導(dǎo)體三極管又稱雙極型晶體管，簡(jiǎn)稱BJT。BJT的種類很多，按頻率分，有高頻管、低頻管；按功率分，有大、中、小功率管；按半導(dǎo)體材料分，有SI管、Ge管；按結(jié)構(gòu)分，有NPN型和PNP型等。目前生產(chǎn)的Si管多數(shù)為NPN型，Ge管多數(shù)為PNP型。常見的幾種BJT的外形如圖5.21所示。

圖5.21幾種BJT的外形5.3.1BJT的放大原理和電流關(guān)系

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介不管是NPN型還是PNP型管子，它們的基本原理都相同，都有三個(gè)電極(發(fā)射極e、基極b、集電極C)和兩個(gè)PN結(jié)(發(fā)射結(jié)(e結(jié))、集電結(jié)(C結(jié)))。圖5.22是BJT的示意圖及符號(hào)，符號(hào)中e極箭頭方向表示e結(jié)正偏時(shí)的電流方向。圖5.22BJT的結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)

(a)NPN；(b)PNP2.BJT的三種連接方式因?yàn)榉糯笃饕话闶撬亩司W(wǎng)絡(luò)，而BJT只有三個(gè)電極，所以組成放大電路時(shí)，勢(shì)必要有一個(gè)電極作為輸入與輸出信號(hào)的公共端。根據(jù)所選擇的公共端電極的不同，BJT有共發(fā)射極、共基極和共集電極三種不同的連接方式(指對(duì)交流信號(hào)而言)，如圖5.23所示。

圖5.23BJT的三種連接方式(a)共基極電路；(b)共發(fā)射極電路；(C)共集電極電路3.放大原理和電流關(guān)系

BJT能把微弱的電信號(hào)加以放大，是載流子在三極管內(nèi)部的傳輸過程所致，如圖5.24所示。下面我們分三個(gè)方面來(lái)討論載流子在三極管內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)。

1)e區(qū)向b區(qū)發(fā)射電子的過程這個(gè)過程的條件是e結(jié)必須加正向電壓(對(duì)于NPN型管，須UB＞UE)。這時(shí)e結(jié)上外電場(chǎng)方向與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向一致，加強(qiáng)了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，削弱了漂移運(yùn)動(dòng)，如圖5.24所示。

圖5.24BJT中載流子的運(yùn)動(dòng)2)電子在b區(qū)中的擴(kuò)散和復(fù)合的過程電子到達(dá)b區(qū)后，一方面因?yàn)閑結(jié)附近的電子濃度最高，離e結(jié)越遠(yuǎn)，濃度越小，所以，由于濃度的差異，電子就要繼續(xù)向C結(jié)方向擴(kuò)散。另一方面，電子又會(huì)與b區(qū)中的空穴相遇而復(fù)合，復(fù)合后又會(huì)被b區(qū)中的正電源拉走(就好像正電源在不斷地供給b區(qū)空穴)。電子復(fù)合的數(shù)量與被拉走的數(shù)量相等，即與一個(gè)空穴復(fù)合，就被拉走一個(gè)電子。這樣，電子的流動(dòng)就形成了基極電流IB，如圖5.24所示。3)電子被C區(qū)收集的過程這個(gè)過程的條件是C結(jié)必須加反向電壓(對(duì)于NPN型管，須UC＞UB)。這時(shí)C結(jié)上外電場(chǎng)方向與漂移運(yùn)動(dòng)方向一致，加強(qiáng)了漂移運(yùn)動(dòng)，削弱了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，如圖5.24所示。所以，外電場(chǎng)不僅可使C區(qū)的多子——電子向C極方向移動(dòng)，而且還可以收集從b區(qū)擴(kuò)散過來(lái)的電子到達(dá)C區(qū)，形成集電極電流IC。當(dāng)然，在C結(jié)反偏電壓的作用下，C區(qū)和b區(qū)的少子也都要向?qū)Ψ絽^(qū)域運(yùn)動(dòng)，形成反向飽和電流ICBO，如圖5.24所示，但因?yàn)槠鋽?shù)值很小，可忽略。

綜上所述，電子按圖5.24中箭頭方向運(yùn)動(dòng)，其中大部分渡過b區(qū)流向C極，僅很小一部分流向b極，電流則與電子運(yùn)動(dòng)方向相反。根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流定律可知：

IE=IB+IC

(5―6)

晶體管一旦制成，從e區(qū)發(fā)射的電子到達(dá)C區(qū)的比例也就定了，此比例稱為電流放大系數(shù)。通常將IC與IB的比值定義為共射直流電流放大系數(shù)，將變化量ΔIC與ΔIB的比值定義為共射交流電流放大系數(shù)β。即(5―7)(5―8)

一般情況下，≈β，故可得：

IE=IB+IC=IB+βIB=(1+β)IB(5―9)

同理，把IC與IB的比值定義為共基極直流電流放大系數(shù)；把變量ΔIC與ΔIB的比值定義為共基極交流電流放大系數(shù)α。即(5―10)(5―11)一般情況下，，則

由于α與β是同一管子不同電極間的關(guān)系，二者之間必存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系：所以(5―12)

因?yàn)閑結(jié)加正向電壓，所以由PN結(jié)的正向特性可知，BJT的b、e極之間只要有較小的變化量ΔUBE，就可產(chǎn)生較大的ΔIB，通過BJT的電流放大，又可引起更大的ΔIC，而ΔIC流過集電極負(fù)載電阻Rc后，在其兩端產(chǎn)生的電壓ΔUCE(對(duì)直流電源UCC而言，其變化量為零)，將會(huì)比ΔUBE大很多倍，這樣，BJT的電流放大就被轉(zhuǎn)換為電壓放大的形式了。表示即(5―13)

例5在圖5.24所示的電路中，如果ΔUBE=15mV,ΔIB=20μA,β=50，Rc=1kΩ，求ΔIC和Au。解：5.3.2BJT的特性曲線

BJT各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，稱為伏安特性曲線。它是BJT內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)。由于三極管有三個(gè)電極，所以它的伏安特性就不像二極管那樣簡(jiǎn)單。工程上最常用的是BJT的輸入和輸出特性曲線。圖5.25為NPN型管共發(fā)射極電路的測(cè)試電路。

圖5.25BJT的共發(fā)射極特性曲線測(cè)試電路1.共發(fā)射極輸入特性若以輸出電壓uCE為參變量，則輸入電壓UBE和輸入電流iB的函數(shù)式可表示為常數(shù)

測(cè)試時(shí)，在圖5.25的電路中，先固定uCE為某一常數(shù)，例如，令uCE=0V，測(cè)得一組uBE與iB的數(shù)據(jù)，畫出一條曲線；再固定UCE為另一常數(shù)，又測(cè)得一組uBE與iB的數(shù)據(jù)，畫出另一條曲線,……如圖5.26(a)所示。

由圖5.26(a)看出，輸入特性曲線有以下特點(diǎn)：

(1)類似于PN結(jié)的正向特性曲線(因?yàn)閑結(jié)正偏)，所以也存在死區(qū)電壓UT。

(2)uCE＞1V后，特性曲線基本接近于uCE=1V時(shí)的特性曲線。由于放大電路工作時(shí)uCE≠0V，所以通常只需畫出uCE≥1V的一條輸入特性曲線。

2.共發(fā)射極輸出特性若以輸入電流iB為參變量，則輸出電壓uCE和輸出電流iC的函數(shù)式可表示為常數(shù)

測(cè)試時(shí)，在圖5.25的電路中，先固定iB為某一常數(shù)，例如，令iB=0測(cè)得一組uCE和iC的數(shù)據(jù)，畫出一條曲線；再固定IB為另一常數(shù)，又測(cè)得一組UCE和iC的數(shù)據(jù)，畫出另一條曲線，……這樣，在直角坐標(biāo)系中可得到一簇輸出特性曲線，如圖5.26(b)所示。

圖5.26BJT的共射特性曲線(a)輸入特性曲線；(b)輸出特性曲線

由圖5.26(b)可看出，輸出特性曲線有以下特點(diǎn)：

(1)特性曲線除起始段外，近似平行。平坦的區(qū)域稱為放大區(qū)，也稱線性區(qū)，見圖5.26(b)的中間區(qū)域。

(2)每條曲線都有一個(gè)拐點(diǎn)，拐點(diǎn)電壓稱為集電極飽和電壓UCES。uCE≤UCES的區(qū)域稱為飽和區(qū)，如圖(b)中左邊陰影線所示。

(3)iB=0時(shí)，iC=ICEO。iB≤0的區(qū)域稱為截止區(qū)，如圖(b)中下部陰影線所示。(4)PCM虛線是最大功耗線。PC=iC·uCE≥PCM的區(qū)域，稱為過損耗區(qū)，如圖(b)中右邊陰影線所示。使用時(shí)不允許超過此區(qū)域，否則會(huì)使BJT性能變壞，或過熱燒毀。

表5.35.3.3BJT的三個(gè)工作區(qū)域由上節(jié)知道，BJT有三個(gè)工作區(qū)域。下面再結(jié)合圖5.25的共發(fā)射極電路，具體討論如下。

1.截止區(qū)

e結(jié)、C結(jié)均為反偏，BJT無(wú)放大作用。這時(shí)

IB≈0;IC≈0

UCE=UCC-ICRC≈UCC2.放大區(qū)

e結(jié)正偏、C結(jié)反偏(對(duì)于NPN型管，UC＞UB、

UB＞UE。對(duì)于PNP型管，UC＜UB、UB＜UE)，BJT有放大作用。這時(shí)

IB＞0;IC=βIB

UCE=UCC-ICRc3.飽和區(qū)

e結(jié)、C結(jié)均為正偏，UCE=UCES很小。UCE的減小使C結(jié)收集電子的能力減弱，也即e區(qū)發(fā)射有余，而C極收集不足，以致IC幾乎不再隨IB的增大而增大，BJT失去放大作用。因?yàn)閁CES最小只能接近于零，所以由可求出集電極飽和電流為(5―14)

基極臨界飽和電流為(5―15)

當(dāng)基極注入電流IB超過其臨界值時(shí)，晶體管呈飽和狀態(tài)。故判斷管子飽和狀態(tài)的方法為：若(5―16)

圖5.27BJT的幾種工作狀態(tài)5.3.4BJT的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)這是指靜態(tài)(無(wú)輸入信號(hào))時(shí)的電流放大系數(shù)，其定義為2)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β

這是指動(dòng)態(tài)(有輸入信號(hào))時(shí)的電流放大系數(shù)，其定義為

在有的手冊(cè)中，β用hfe表示。同樣，β也與三極管的工作點(diǎn)Q有關(guān)。在圖5.28中，過Q點(diǎn)作橫軸的垂線，當(dāng)IB從40μA變到60μA時(shí)，相應(yīng)的IC從1.6mA變到2.35mA，可求得

圖5.282.極間反向電流

1)C、b極間反向飽和電流ICBO

這是指e極開路，C、b間加上一定的反向電壓時(shí)的反向電流(如同PN結(jié)的反向電流)。其測(cè)試電路如圖5.29(a)所示。

圖5.29三極管極間反向電流的測(cè)量(a)測(cè)量ICBO的電路；(b)測(cè)量ICEO的電路ICBO越小，晶體管的質(zhì)量越好。在室溫下，小功率硅管的ICBO＜1μA，Ge管的ICBO約為幾微安到幾十微安。因?yàn)镮CBO是由少子形成的，所以，溫度升高會(huì)引起ICBO升高。

2)C、e極間反向穿透電流ICEO

這是指b極開路，C、e間加上一定的反向電壓時(shí)的C極電流。其測(cè)試電路如圖5.29(b)所示。由于這個(gè)電流是從C區(qū)直接穿過b區(qū)到達(dá)e區(qū)的，所以，又稱穿透電流。由下面的分析可知，ICEO不是單純的PN結(jié)的反向電流。

當(dāng)C、e間加上電壓+UCC后，必然使UC＞Ub＞Ue，所以，e結(jié)正偏，C結(jié)反偏，C區(qū)的少子——空穴就會(huì)漂移到b區(qū)。另外，e區(qū)的多子——電子擴(kuò)散到b區(qū)后，除少部分與空穴復(fù)合，大部分到達(dá)C區(qū)，被C極收集。根據(jù)BJT的電流分配規(guī)律：

IE=IB+IC=IB+βIB=(1+β)IB

可知：

ICEO=ICBO+βICBO=(1+β)ICBO

(5―17)

3.極限參數(shù)

1)集電極最大允許電流ICM

當(dāng)iC超過一定值時(shí)，BJT的參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，特別是β將下降。ICM是指BJT的參數(shù)變化不超過允許值時(shí)，C極允許的最大電流。使用時(shí)，若iC＞ICM，管子不僅性能會(huì)下降，甚至可能會(huì)燒壞。

2)集電極最大允許耗散功率PCM

這是指C結(jié)上允許耗散的最大功率，表示如下：(5―18)5.4場(chǎng)效應(yīng)晶體管5.4.1概述場(chǎng)效應(yīng)晶體管簡(jiǎn)稱FET，與BJT特性大不相同，主要的不同點(diǎn)有：

(1)單極型晶體管。BJT中參與導(dǎo)電的載流子有多子和少子兩種極性，稱為雙極型晶體管。FET中參與導(dǎo)電的載流子只有多子一種(或者是電子，或者是空穴)，所以稱為單極型晶體管。(2)電壓型控制元件。BJT是電流型控制元件，即在一定的條件下，集電極電流只取決于基極電流的大小。而FET則是電壓型控制元件，即在一定的條件下，漏極(對(duì)應(yīng)于BJT中的集電極)電流只取決于柵極(對(duì)應(yīng)于BJT中的基極)電壓。

(3)輸入電阻高。FET柵極加上電壓后，輸入電流接近于0，所以它的輸入電阻非常高，一般可達(dá)到上百兆歐甚至幾千兆歐。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻最高可達(dá)1015Ω。(4)FET的噪聲系數(shù)比BJT小。

(5)FET制造工藝簡(jiǎn)單，芯片面積小，再加上其它一些優(yōu)點(diǎn)，使其在大規(guī)模集成電路中取代了BJT。5.4.2結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

1.JFET的結(jié)構(gòu)和符號(hào)

JFET分成N溝道和P溝道兩種。N溝道JFET的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5.30(a)所示，符號(hào)如圖(b)所示。它是在N型半導(dǎo)體的兩側(cè)各擴(kuò)散出一個(gè)高濃度的P型區(qū)(用P+表示)，使其與N區(qū)形成兩個(gè)P+N結(jié)(即空間電荷區(qū)，也即耗盡層)，并將兩個(gè)P+區(qū)連在一起。由P+區(qū)引出的電極稱為柵極G(Gate)，由N區(qū)兩端引出的電極分別稱為源極S(SoURCe)和漏極D(DRaIn)，它們分別相當(dāng)于BJT中的b、e、C極。兩個(gè)P+N結(jié)中間的N區(qū)稱為導(dǎo)電溝道。P溝道JFET的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5.30(C)所示，符號(hào)如圖(d)所示。它是在P型半導(dǎo)體兩側(cè)各擴(kuò)散出一個(gè)

N+區(qū)。符號(hào)中的箭頭方向，見圖(b)、(d)，表示柵極正偏時(shí)，柵流方向由P區(qū)指向N區(qū)。

圖5.30JFET的結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)(a)N溝道結(jié)構(gòu)示意圖；(b)N溝道JFET符號(hào)；

圖5.30JFET的結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)(C)P溝道結(jié)構(gòu)示意圖；(d)P溝道JFET符號(hào)2.工作原理我們知道，PN結(jié)空間電荷區(qū)(即耗盡層)的寬度是隨著加在PN結(jié)上的反向電壓的大小而變化的。反向電壓越大，耗盡層越寬；反之，則越窄。JFET就是利用PN結(jié)的這個(gè)性質(zhì)，通過改變柵壓uGS來(lái)改變溝道電阻，進(jìn)而改變S、D極間的電流ID。下面以N溝道JFET共源電路為例(電路如圖5.31所示)，來(lái)簡(jiǎn)述它的工作原理。

1)uDS=0，uGS=0

此時(shí)漏極電流iD=0。2)uDS＞0①當(dāng)uGS=0(G、S極間短路)時(shí)，兩個(gè)P+N結(jié)的空間電荷區(qū)(也即耗盡層)最窄，中間的N區(qū)域(即導(dǎo)電溝道)最寬，溝道電阻最小。②當(dāng)UP＜uGS＜0時(shí)，這里的UP稱為夾斷電壓，這是使iD≈0的柵極電壓。UP是一個(gè)負(fù)值，其典型值為-1V~-10V。圖5.31uGS對(duì)iD的控制③當(dāng)uGS≤UP時(shí)，若uGS再向負(fù)值增加到uGS≤UP，則源極附近的耗盡層也相遇了，即兩邊的耗盡層完全合攏，整個(gè)溝道被夾斷，這稱為全夾斷，如圖5.31(d)所示。這時(shí)，雖然uDS仍然存在，但因?yàn)檩d流子都消耗盡了，溝道電阻無(wú)窮大，故iD≈0。

綜上所述，可得JFET導(dǎo)電的如下幾個(gè)特性：①因?yàn)镚、S極間加反向偏電壓，兩個(gè)P+N結(jié)截止，柵極電流iG≈0，故JFET的輸入電阻很大。②在uDS不變的情況下，uGS的微小變化可以引起iD比較大的變化，故稱FET為電壓型控制元件。③與BJT相類似，當(dāng)漏極接上負(fù)載電阻RD后，在RD上可以得到放大了的變化電壓。④我們將uGS=0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道(iD≠0)的FET稱為耗盡型，uGS=0時(shí)沒有導(dǎo)電溝道(iD=0)的FET稱為增強(qiáng)型。3.輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線下面僅介紹N溝道JFET共源電路的特性曲線，其測(cè)試電路如圖5.32所示。

1)輸出特性曲線以u(píng)GS為參變量，iD與uDS間的關(guān)系曲線，稱為輸出特性曲線，如圖5.32(a)所示。其函數(shù)式為常數(shù)

圖5.32N-JFET共源電路的特性曲線(a)N-JFET輸出特性；(b)N-JFET轉(zhuǎn)移特性

輸出特性曲線可分成四個(gè)區(qū)域：可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、擊穿區(qū)和截止區(qū)。其特點(diǎn)敘述如下：

(1)可變電阻區(qū)。輸出特性每條曲線都有一個(gè)拐點(diǎn)，拐點(diǎn)電壓就是UP。拐點(diǎn)連線的左邊(見圖中區(qū)域Ⅰ)稱為可變電阻區(qū)。該區(qū)的特點(diǎn)是：溝道電阻隨柵壓變化，這是因?yàn)樵诖藚^(qū)域中，uDS較小，管子還未預(yù)夾斷。(2)恒流區(qū)。

(3)擊穿區(qū)。

(4)截止區(qū)。

2)轉(zhuǎn)移特性曲線由于FET的iG≈0，所以，如果像討論BJT那樣來(lái)討論FET的輸入特性(uGS與IG的關(guān)系)就顯得無(wú)意義。但研究它的轉(zhuǎn)移特性卻是很重要的。轉(zhuǎn)移特性是以u(píng)DS為參變量的uGS與iD的關(guān)系曲線，如圖5.32(b)所示。其函數(shù)式為常數(shù)

轉(zhuǎn)移特性有以下特點(diǎn)：

(1)當(dāng)FET工作在恒流區(qū)時(shí)，不同uDS的轉(zhuǎn)移特性曲線基本接近，這是因?yàn)樵诤懔鲄^(qū)內(nèi)，iD幾乎不隨uDS而變化。因?yàn)樵诜糯笃髦校茏右话愎ぷ髟诤懔鲄^(qū)，為分析方便，通常只畫出一條曲線。

(2)在恒流區(qū)內(nèi)，uDS對(duì)iD的影響不大，故轉(zhuǎn)移特性可用下面近似公式來(lái)表示：(5―19)當(dāng)4.主要參數(shù)

1)直流參數(shù)

(1)夾斷電壓UP。這是指uDS一定，使iD為0時(shí)的uGS。

(2)飽和漏極電流IDSS。這是指uGS=0，當(dāng)uDS＞|UP|時(shí)的iD。

(3)直流輸入電阻RGS。這是指uDS=0時(shí)，uGS與iG之比的比值。由于iG≈0，故RGS很高，一般大于108Ω。2)交流參數(shù)

(1)低頻跨導(dǎo)(或稱互導(dǎo))gm。這是指uDS一定時(shí)，iD與uGS的微變量之比的比值，即常數(shù)(5―20)gm反映了uGS對(duì)ID的控制能力，是衡量FET放大能力的重要參數(shù)，相當(dāng)于BJT的β。gm的大小與工作點(diǎn)Q有關(guān)。它可以通過計(jì)算(對(duì)式(5-19)求導(dǎo))求出來(lái)，即(5―21)

也可以通過作圖法估算出來(lái)，具體方法為：當(dāng)在轉(zhuǎn)移特性曲線上求時(shí)，gm是工作點(diǎn)Q處的斜率；當(dāng)在輸出特性曲線上求時(shí)，(2)極間電容。極間電容越小，管子的高頻特性和開關(guān)特性越好。一般，G與S和G與D間之電容CGS和CGD約為1pF~3pF，D與S之間電容CDS約為0.1pF~1pF。3)極限參數(shù)

(1)漏極最大耗散功率PDM、漏極最大允許電流IDM，同BJT的PCM、ICM類同，這里不再贅述。

(2)擊穿電壓：①擊穿電壓U(BR)DS：指uDS增大到使iD開始急劇增加，發(fā)生雪崩擊穿時(shí)的uDS值。使用時(shí)uDS不能超過此值。②擊穿電壓U(BR)GS：指G、S間P+N結(jié)的反向擊穿電壓。若UGS超過此值，P+N結(jié)將被擊穿。5.4.3絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管雖然結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)的柵極電阻高達(dá)100MΩ以上，但有時(shí)還嫌不夠高，為此又提出IGFET(絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管)。IGFET的工作原理建立在半導(dǎo)體表面場(chǎng)效應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上。所謂表面場(chǎng)效應(yīng)是指半導(dǎo)體表面有電場(chǎng)作用時(shí)，表面載流子濃度發(fā)生變化的現(xiàn)象。下面介紹IGFET中的MOS管。1.N溝道增強(qiáng)型IGFET1)結(jié)構(gòu)以金屬(Al)—氧化物(SIO2)—半導(dǎo)體(P型SI)三層結(jié)構(gòu)為例，IGFET的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5.33所示。它以P型SI片作襯底材料，在P區(qū)上面的左、右兩側(cè)各擴(kuò)散出一個(gè)高濃度的N+區(qū)，從兩個(gè)N+區(qū)各引出一個(gè)金屬鋁電極，作為源極S和漏極D；同時(shí)在P區(qū)表面覆蓋一層很薄的二氧化硅(SIO2)絕緣層，并在SIO2上引出一個(gè)金屬鋁電極作為柵極G；另外，再?gòu)腜區(qū)引出襯底引線B，這就構(gòu)成了N溝道MOS管。圖5.33N溝道增強(qiáng)型IGFET的結(jié)構(gòu)示意圖2)工作原理下面簡(jiǎn)述增強(qiáng)型NMOS管的工作原理。其原理電路如圖5.34所示。

(1)uGS對(duì)iD的控制作用：①uGS=0(G、S極間短路)時(shí)，兩個(gè)N+區(qū)與P區(qū)三者間形成兩個(gè)背靠背的PN+結(jié)，如圖5.34(a)所示。這時(shí)不管uDS的極性如何，總會(huì)有一個(gè)PN+結(jié)處于反偏，故漏極電流iD≈0，管子截止。圖5.34增強(qiáng)型NMOS管工作原理示意圖圖5.34增強(qiáng)型NMOS管工作原理示意圖②uGS＞0時(shí)，第一種情況，0＜uGS＜uT，uDS=0。這里的UT為開啟電壓。UT是一個(gè)正值，其值約為2V~10V。

(2)uDS對(duì)iD的影響。溝道形成后，因?yàn)閁D＞US，因此，G極與溝道之間的電位差在靠近S端最大，形成的溝道最寬；在靠近D端最小，形成的溝道最窄，如圖5.34(C)所示。2.N溝道耗盡型IGFET

除