模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程第三版楊素行

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1、1模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程第三版楊素行模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程第三版楊素行 半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的特性1.導(dǎo)導(dǎo)體體：電電阻阻率率 109 cm 物物質(zhì)質(zhì)。如如橡橡膠膠、塑料等。塑料等。3.半半導(dǎo)導(dǎo)體體：導(dǎo)導(dǎo)電電性性能能介介于于導(dǎo)導(dǎo)體體和和半半導(dǎo)導(dǎo)體體之之間間的的物物質(zhì)質(zhì)。大大多多數(shù)數(shù)半半導(dǎo)導(dǎo)體體器器件件所所用用的的主主要要材材料料是是硅硅(Si)和和鍺鍺(Ge)。半導(dǎo)體導(dǎo)電性能是由其原子結(jié)構(gòu)決定的。半導(dǎo)體導(dǎo)電性能是由其原子結(jié)構(gòu)決定的。第1頁(yè)/共90頁(yè)硅原子結(jié)構(gòu)硅原子結(jié)構(gòu)圖圖 硅原子結(jié)構(gòu)硅原子結(jié)構(gòu)(a)硅的原子結(jié)構(gòu)圖硅的原子結(jié)構(gòu)圖最外層電子稱最外層電子稱價(jià)電子價(jià)電子 價(jià)電子價(jià)電子鍺原子也是鍺原子也

2、是 4 價(jià)元素價(jià)元素4 價(jià)價(jià)元元素素的的原原子子常常常常用用+4 電電荷荷的的正正離離子子和和周周圍圍 4個(gè)價(jià)電子表示。個(gè)價(jià)電子表示。+4(b)簡(jiǎn)化模型簡(jiǎn)化模型第2頁(yè)/共90頁(yè)本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 +4+4+4+4+4+4+4+4+4完完全全純純凈凈的的、不不含含其其他他雜雜質(zhì)質(zhì)且且具具有有晶晶體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的半半導(dǎo)導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。體稱為本征半導(dǎo)體。將將硅硅或或鍺鍺材材料料提提純純便便形形成成單單晶晶體體，它它的的原原子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為為共共價(jià)價(jià)鍵鍵結(jié)結(jié)構(gòu)。構(gòu)。價(jià)價(jià)電電子子共共價(jià)價(jià)鍵鍵圖圖 單晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)單晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)當(dāng)當(dāng)溫溫度度 T=0 K 時(shí)時(shí)，半半導(dǎo)導(dǎo)體體不不導(dǎo)導(dǎo)電電，如如同

3、同絕絕緣緣體。體。第3頁(yè)/共90頁(yè)+4+4+4+4+4+4+4+4+4圖圖 本征半導(dǎo)體中的本征半導(dǎo)體中的 自由電子和空穴自由電子和空穴自由電自由電子子空穴空穴 若若 T ，將將有有少少數(shù)數(shù)價(jià)價(jià)電電子子克克服服共共價(jià)價(jià)鍵鍵的的束束縛縛成成為為自自由由電電子子，在在原原來(lái)來(lái)的的共共價(jià)價(jià)鍵鍵中中留留下下一一個(gè)個(gè)空空位位空穴?？昭?。T 自自由由電電子子和和空空穴穴使使本本征征半半導(dǎo)導(dǎo)體體具具有有導(dǎo)導(dǎo)電電能能力力，但很微弱。但很微弱。空空穴穴可可看看成成帶帶正正電電的的載流子。載流子。第4頁(yè)/共90頁(yè)1.半導(dǎo)體中兩種載流子半導(dǎo)體中兩種載流子帶負(fù)電的帶負(fù)電的自由電子自由電子帶正電的帶正電的空穴空穴 2.本

4、本征征半半導(dǎo)導(dǎo)體體中中，自自由由電電子子和和空空穴穴總總是是成成對(duì)對(duì)出出現(xiàn)現(xiàn)，稱為稱為 電子電子-空穴對(duì)?？昭▽?duì)。3.本本征征半半導(dǎo)導(dǎo)體體中中自自由由電電子子和和空空穴穴的的濃濃度度用用 ni 和和 pi 表示，顯然表示，顯然 ni=pi。4.由由于于物物質(zhì)質(zhì)的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，自自由由電電子子和和空空穴穴不不斷斷的的產(chǎn)產(chǎn)生生又又不不斷斷的的復(fù)復(fù)合合。在在一一定定的的溫溫度度下下，產(chǎn)產(chǎn)生生與與復(fù)復(fù)合合運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)會(huì)會(huì)達(dá)達(dá)到到平衡，載流子的濃度就一定了。平衡，載流子的濃度就一定了。5.載載流流子子的的濃濃度度與與溫溫度度密密切切相相關(guān)關(guān)，它它隨隨著著溫溫度度的的升升高，基本按指數(shù)規(guī)律增加。高，基本按指數(shù)規(guī)

5、律增加。第5頁(yè)/共90頁(yè)雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體有兩種雜質(zhì)半導(dǎo)體有兩種N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體一、一、N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在在硅硅或或鍺鍺的的晶晶體體中中摻摻入入少少量量的的 5 價(jià)價(jià)雜雜質(zhì)質(zhì)元元素素，如如磷磷、銻銻、砷砷等等，即即構(gòu)構(gòu)成成 N 型型半半導(dǎo)導(dǎo)體體(或或稱稱電電子子型型半半導(dǎo)導(dǎo)體體)。常用的常用的 5 價(jià)雜質(zhì)元素有磷、銻、砷等。價(jià)雜質(zhì)元素有磷、銻、砷等。第6頁(yè)/共90頁(yè) 本本征征半半導(dǎo)導(dǎo)體體摻摻入入 5 價(jià)價(jià)元元素素后后，原原來(lái)來(lái)晶晶體體中中的的某某些些硅硅原原子子將將被被雜雜質(zhì)質(zhì)原原子子代代替替。雜雜質(zhì)質(zhì)原原子子最最外外層層有有 5 個(gè)個(gè)價(jià)價(jià)電電子子，其其

6、中中 4 個(gè)個(gè)與與硅硅構(gòu)構(gòu)成成共共價(jià)價(jià)鍵鍵，多多余余一一個(gè)個(gè)電電子只受自身原子核吸引，在室溫下即可成為自由電子。子只受自身原子核吸引，在室溫下即可成為自由電子。自自由由電電子子濃濃度度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大大于于空空穴穴的的濃濃度度，即即 n p。電電子子稱稱為為多多數(shù)數(shù)載載流流子子(簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱多多子子)，空空穴穴稱稱為為少少數(shù)數(shù)載載流流子子(簡(jiǎn)稱少子簡(jiǎn)稱少子)。第7頁(yè)/共90頁(yè)+4+4+4+4+4+4+4+4+4+5自由電子自由電子施主原子施主原子圖圖 1.1.4 N 型半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)型半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)第8頁(yè)/共90頁(yè)二、二、P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+4+4+4+4+4+4+4+4+4在在硅硅或或鍺鍺的的晶晶體

7、體中中摻摻入入少少量量的的 3 價(jià)價(jià)雜雜質(zhì)質(zhì)元元素素，如如硼、鎵、銦等，即構(gòu)成硼、鎵、銦等，即構(gòu)成 P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。+3空空穴穴濃濃度度多多于于電電子子濃濃度度，即即 p n?？湛昭ㄑ闉槎喽鄶?shù)數(shù)載載流流子子，電電子子為為少數(shù)載流子。少數(shù)載流子。3 價(jià)價(jià)雜雜質(zhì)質(zhì)原原子子稱稱為為受主原子。受主原子。受主受主原子原子空穴空穴圖圖 P 型半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)型半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)第9頁(yè)/共90頁(yè)說(shuō)明：說(shuō)明：1.摻摻入入雜雜質(zhì)質(zhì)的的濃濃度度決決定定多多數(shù)數(shù)載載流流子子濃濃度度；溫溫度度決決定少數(shù)載流子的濃度。定少數(shù)載流子的濃度。3.雜質(zhì)半導(dǎo)體總體上保持電中性。雜質(zhì)半導(dǎo)體總體上保持電中性。4.雜質(zhì)半導(dǎo)體的

8、表示方法如下圖所示。雜質(zhì)半導(dǎo)體的表示方法如下圖所示。2.雜雜質(zhì)質(zhì)半半導(dǎo)導(dǎo)體體載載流流子子的的數(shù)數(shù)目目要要遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高高于于本本征征半半導(dǎo)導(dǎo)體，因而其導(dǎo)電能力大大改善。體，因而其導(dǎo)電能力大大改善。(a)N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體(b)P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體圖圖 雜質(zhì)半導(dǎo)體的的簡(jiǎn)化表示法雜質(zhì)半導(dǎo)體的的簡(jiǎn)化表示法第10頁(yè)/共90頁(yè)半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管PN 結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦?在在一一塊塊半半導(dǎo)導(dǎo)體體單單晶晶上上一一側(cè)側(cè)摻摻雜雜成成為為 P 型型半半導(dǎo)導(dǎo)體體，另另一一側(cè)側(cè)摻摻雜雜成成為為 N 型型半半導(dǎo)導(dǎo)體體，兩兩個(gè)個(gè)區(qū)區(qū)域域的的交交界界處處就就形形成成了了一個(gè)特殊的薄層，一個(gè)特殊的薄層，稱為

9、稱為 PN 結(jié)結(jié)。PNPN結(jié)結(jié)圖圖 PN 結(jié)的形成結(jié)的形成第11頁(yè)/共90頁(yè)一、一、PN 結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)耗盡層耗盡層空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)PN1.擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)2.擴(kuò)擴(kuò)散散運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)電電子子和和空空穴穴濃濃度度差差形形成成多多數(shù)數(shù)載載流流子子的的擴(kuò)擴(kuò)散散運(yùn)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。PN 結(jié)結(jié)，耗耗盡層。盡層。圖圖 PN第12頁(yè)/共90頁(yè)3.空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)PN空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)UD空間電荷區(qū)正負(fù)離子之間電位差空間電荷區(qū)正負(fù)離子之間電位差 UD 電位壁壘電位壁壘；內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)；內(nèi)電場(chǎng)阻止多子的擴(kuò)散；內(nèi)電場(chǎng)阻止多子的擴(kuò)散 阻擋層阻擋

10、層。4.漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)內(nèi)內(nèi)電電場(chǎng)場(chǎng)有有利利于于少少子子運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)漂漂移。移。阻擋層阻擋層圖圖(b)第13頁(yè)/共90頁(yè)5.擴(kuò)散與漂移的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散與漂移的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)增大，擴(kuò)散電流逐漸減??；擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)增大，擴(kuò)散電流逐漸減??；隨著內(nèi)電場(chǎng)的增強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)逐漸增加；隨著內(nèi)電場(chǎng)的增強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)逐漸增加；當(dāng)擴(kuò)散電流與漂移電流相等時(shí)，當(dāng)擴(kuò)散電流與漂移電流相等時(shí)，PN 結(jié)總的電流結(jié)總的電流空間電荷區(qū)的寬度約為幾微米空間電荷區(qū)的寬度約為幾微米 幾十微米；幾十微米；等于零，空間電荷區(qū)的寬度達(dá)到穩(wěn)定。即等于零，空間電荷區(qū)的寬度達(dá)到穩(wěn)定。即擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)

11、到動(dòng)態(tài)平衡。電壓壁壘電壓壁壘 UD，硅材料約為，硅材料約為()()V,鍺材料約為鍺材料約為()()V。第14頁(yè)/共90頁(yè)二、二、二、二、PN PN 結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?.PN PN 外加正向電壓外加正向電壓又稱正向偏置，簡(jiǎn)稱正偏。又稱正向偏置，簡(jiǎn)稱正偏。外電場(chǎng)方向外電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)VRI空間電荷區(qū)變窄，有利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，電路中有較大的正向電流。空間電荷區(qū)變窄，有利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，電路中有較大的正向電流。圖圖 PN第15頁(yè)/共90頁(yè)在在 PN 結(jié)加上一個(gè)很小的正向電壓，即可得到較大的結(jié)加上一個(gè)很小的正向電壓，即可得到較大的正向電流，

12、為防止電流過(guò)大，可接入電阻正向電流，為防止電流過(guò)大，可接入電阻 R。2.PN PN 結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)外加反向電壓外加反向電壓(反偏反偏)反反向向接接法法時(shí)時(shí)，外外電電場(chǎng)場(chǎng)與與內(nèi)內(nèi)電電場(chǎng)場(chǎng)的的方方向向一一致致，增增強(qiáng)強(qiáng)了了內(nèi)內(nèi)電場(chǎng)的作用；電場(chǎng)的作用；外電場(chǎng)使空間電荷區(qū)變寬；外電場(chǎng)使空間電荷區(qū)變寬；不不利利于于擴(kuò)擴(kuò)散散運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，有有利利于于漂漂移移運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，漂漂移移電電流流大大于于擴(kuò)擴(kuò)散電流，電路中產(chǎn)生反向電流散電流，電路中產(chǎn)生反向電流 I；由于少數(shù)載流子濃度很低，反向電流數(shù)值非常小。由于少數(shù)載流子濃度很低，反向電流數(shù)值非常小。第16頁(yè)/共90頁(yè)空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)圖圖 反相偏置的反相偏置的 PN 結(jié)結(jié)反

13、反向向電電流流又又稱稱反反向向飽飽和和電電流流。對(duì)對(duì)溫溫度度十十分分敏敏感感，隨隨著溫度升高，著溫度升高，IS 將急劇增大將急劇增大。PN外電場(chǎng)方向外電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向VRIS第17頁(yè)/共90頁(yè)綜上所述：綜上所述：當(dāng)當(dāng) PN 結(jié)結(jié)正正向向偏偏置置時(shí)時(shí)，回回路路中中將將產(chǎn)產(chǎn)生生一一個(gè)個(gè)較較大大的的正正向向電電流流，PN 結(jié)結(jié)處處于于 導(dǎo)導(dǎo)通通狀狀態(tài)態(tài)；當(dāng)當(dāng) PN 結(jié)結(jié)反反向向偏偏置置時(shí)時(shí)，回回路路中中反反向向電電流流非非常常小小，幾幾乎乎等等于于零零，PN 結(jié)結(jié)處處于于截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)?？梢?jiàn)，可見(jiàn)，PN 結(jié)具有結(jié)具有單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦浴５?8頁(yè)/共90頁(yè)二極管的伏安特性二極管的伏安特

14、性將將 PN 結(jié)結(jié)封封裝裝在在塑塑料料、玻玻璃璃或或金金屬屬外外殼殼里里，再再?gòu)膹?P 區(qū)和區(qū)和 N 區(qū)分別焊出兩根引線作正、負(fù)極。區(qū)分別焊出兩根引線作正、負(fù)極。二極管的結(jié)構(gòu)：二極管的結(jié)構(gòu)：(a)外形圖外形圖半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管。半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管。(b)符號(hào)符號(hào)圖圖 二極管的外形和符號(hào)二極管的外形和符號(hào)第19頁(yè)/共90頁(yè)半導(dǎo)體二極管的類型：半導(dǎo)體二極管的類型：按按 PN 結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu)分：分：有點(diǎn)接觸型和面接觸型二極管。有點(diǎn)接觸型和面接觸型二極管。點(diǎn)點(diǎn)接接觸觸型型管管子子中中不不允允許許通通過(guò)過(guò)較較大大的的電電流流，因因結(jié)結(jié)電電容容小，可在高頻下工作。小，可在高頻下工作。面面接接

15、觸觸型型二二極極管管 PN 結(jié)結(jié)的的面面積積大大，允允許許流流過(guò)過(guò)的的電電流流大，但只能在較低頻率下工作。大，但只能在較低頻率下工作。按按用用途途劃劃分分：有有整整流流二二極極管管、檢檢波波二二極極管管、穩(wěn)穩(wěn)壓壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。按半導(dǎo)體材料分：按半導(dǎo)體材料分：有硅二極管、鍺二極管等。有硅二極管、鍺二極管等。第20頁(yè)/共90頁(yè)二極管的伏安特性二極管的伏安特性在在二二極極管管的的兩兩端端加加上上電電壓壓，測(cè)測(cè)量量流流過(guò)過(guò)管管子子的的電電流流，I=f(U)之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線。604020 0.002 0.00400

16、.5 1.02550I/mAU/V正向特性正向特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓擊穿電壓擊穿電壓U(BR)反反向向特特性性 50I/mAU/V0.20.4 25510150.010.02鍺管的伏安特性鍺管的伏安特性0圖圖 二極管的伏安特性二極管的伏安特性第21頁(yè)/共90頁(yè)1.正向特性正向特性當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，幾乎為零。當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，幾乎為零。相相應(yīng)應(yīng)的的電電壓壓叫叫死死區(qū)區(qū)電電壓壓。范范圍圍稱稱死死區(qū)區(qū)。死死區(qū)區(qū)電電壓壓與與材材料料和和溫溫度度有有關(guān)關(guān)，硅硅管管約約 0.5 V 左左右右，鍺鍺管約管約 0.1 V 左右。左右。正向特性正向特性死

17、區(qū)死區(qū)電壓電壓60402000.4 0.8I/mAU/V當(dāng)當(dāng)正正向向電電壓壓超超過(guò)過(guò)死死區(qū)區(qū)電電壓壓后后，隨隨著著電電壓壓的的升升高高，正正向向電電流流迅迅速速增大。增大。第22頁(yè)/共90頁(yè)2.反向特性反向特性 0.02 0.0402550I/mAU/V反向特性反向特性當(dāng)當(dāng)電電壓壓超超過(guò)過(guò)零零點(diǎn)點(diǎn)幾幾伏伏后后，反反向向電電流流不不隨隨電電壓壓增增加加而而增增大，即飽和；大，即飽和；二二極極管管加加反反向向電電壓壓，反反向電流很小；向電流很小；如如果果反反向向電電壓壓繼繼續(xù)續(xù)升升高高，大大到到一一定定數(shù)數(shù)值值時(shí)時(shí)，反反向向電流會(huì)突然增大；電流會(huì)突然增大；反向反向飽和飽和電流電流 這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)

18、象稱擊穿擊穿，對(duì)應(yīng)電壓叫，對(duì)應(yīng)電壓叫反向擊穿電壓反向擊穿電壓。擊擊穿穿并并不不意意味味管管子子損損壞壞，若若控控制制擊擊穿穿電電流流，電電壓壓降降低后，還可恢復(fù)正常。低后，還可恢復(fù)正常。擊穿擊穿電壓電壓U(BR)第23頁(yè)/共90頁(yè)3.伏安特性表達(dá)式伏安特性表達(dá)式(二極管方程二極管方程)IS：反向飽和電流：反向飽和電流UT：溫度的電壓當(dāng)量：溫度的電壓當(dāng)量在常溫在常溫(300 K)下，下，UT 26 mV二二極極管管加加反反向向電電壓壓，即即 U UT，則則 I IS。二極管加正向電壓，即二極管加正向電壓，即 U 0，且，且 U UT，則，則，可得，可得 ，說(shuō)明電流，說(shuō)明電流 I 與電壓與電壓 U

19、 基本上成指數(shù)關(guān)系?；旧铣芍笖?shù)關(guān)系。第24頁(yè)/共90頁(yè)結(jié)論：結(jié)論：二二極極管管具具有有單單向向?qū)?dǎo)電電性性。加加正正向向電電壓壓時(shí)時(shí)導(dǎo)導(dǎo)通通，呈呈現(xiàn)現(xiàn)很很小小的的正正向向電電阻阻，如如同同開開關(guān)關(guān)閉閉合合；加加反反向向電電壓壓時(shí)時(shí)截截止，呈現(xiàn)很大的反向電阻，如同開關(guān)斷開。止，呈現(xiàn)很大的反向電阻，如同開關(guān)斷開。從從二二極極管管伏伏安安特特性性曲曲線線可可以以看看出出，二二極極管管的的電電壓壓與與電電流流變變化化不不呈呈線線性性關(guān)關(guān)系系，其其內(nèi)內(nèi)阻阻不不是是常常數(shù)數(shù)，所所以以二二極極管管屬于非線性器件。屬于非線性器件。第25頁(yè)/共90頁(yè)二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)1.最大整流電流最大整流電流

20、 IF 二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。2.最高反向工作電壓最高反向工作電壓 UR工工作作時(shí)時(shí)允允許許加加在在二二極極管管兩兩端端的的反反向向電電壓壓值值。通通常常將將擊穿電壓擊穿電壓 UBR 的一半定義為的一半定義為 UR。3.反向電流反向電流 IR通常希望通常希望 IR 值愈小愈好。值愈小愈好。4.最高工作頻率最高工作頻率 fMfM 值值主主要要 決決定定于于 PN 結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)電電容容的的大大小小。結(jié)結(jié)電電容容愈愈大大，二極管允許的最高工作頻率愈低。二極管允許的最高工作頻率愈低。第26頁(yè)/共90頁(yè)二極管的電容效應(yīng)二極管的電容效應(yīng)當(dāng)二

21、極管上的電壓發(fā)生變化時(shí)，當(dāng)二極管上的電壓發(fā)生變化時(shí)，PN 結(jié)中儲(chǔ)存的電結(jié)中儲(chǔ)存的電荷量將隨之發(fā)生變化，使二極管具有電容效應(yīng)。荷量將隨之發(fā)生變化，使二極管具有電容效應(yīng)。電容效應(yīng)包括兩部分電容效應(yīng)包括兩部分勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容1.勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容是由是由 PN 結(jié)的空間電荷區(qū)變化形成的。結(jié)的空間電荷區(qū)變化形成的。(a)PN 結(jié)加正向電壓結(jié)加正向電壓（b)PN 結(jié)加反向電壓結(jié)加反向電壓 N空間空間電荷區(qū)電荷區(qū)PVRI+UN空間空間電荷區(qū)電荷區(qū)PRI+UV第27頁(yè)/共90頁(yè)空空間間電電荷荷區(qū)區(qū)的的正正負(fù)負(fù)離離子子數(shù)數(shù)目目發(fā)發(fā)生生變變化化，如如同同電電容容的的放電和充電過(guò)程。放電和充電過(guò)程。

22、勢(shì)壘電容的大小可用下式表示：勢(shì)壘電容的大小可用下式表示：由由于于 PN 結(jié)結(jié) 寬寬度度 l 隨隨外外加加電電壓壓 U 而而變變化化，因因此此勢(shì)勢(shì)壘壘電電容容 Cb不不是是一一個(gè)個(gè)常常數(shù)數(shù)。其其 Cb=f(U)曲線如圖示。曲線如圖示。：半導(dǎo)體材料的介電比系數(shù)；：半導(dǎo)體材料的介電比系數(shù)；S：結(jié)面積；：結(jié)面積；l：耗盡層寬度。：耗盡層寬度。OUCb圖圖 1.2.8第28頁(yè)/共90頁(yè)2.擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容 Cd Q是由多數(shù)載流子在擴(kuò)散過(guò)程中積累而引起的。是由多數(shù)載流子在擴(kuò)散過(guò)程中積累而引起的。在在某某個(gè)個(gè)正正向向電電壓壓下下，P 區(qū)區(qū)中中的的電電子子濃濃度度 np(或或 N 區(qū)區(qū)的空穴濃度的空穴濃度 p

23、n)分布曲線如圖中曲線分布曲線如圖中曲線 1 所示。所示。x=0 處處為為 P 與與 N 區(qū)的交界處區(qū)的交界處當(dāng)當(dāng)電電壓壓加加大大，np(或或 pn)會(huì)會(huì)升升高高，如如曲線曲線 2 所示所示(反之濃度會(huì)降低反之濃度會(huì)降低)。OxnPQ12 Q當(dāng)當(dāng)加加反反向向電電壓壓時(shí)時(shí)，擴(kuò)擴(kuò)散散運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)被被削削弱弱，擴(kuò)散電容的作用可忽略。擴(kuò)散電容的作用可忽略。Q正正向向電電壓壓時(shí)時(shí)，變變化化載載流流子子積積累累電電荷荷量量發(fā)發(fā)生生變變化化，相相當(dāng)當(dāng)于于電電容容器器充充電電和和放放電電的過(guò)程的過(guò)程 擴(kuò)散電容效應(yīng)。擴(kuò)散電容效應(yīng)。圖圖 第29頁(yè)/共90頁(yè)綜上所述：綜上所述：PN 結(jié)結(jié)總總的的結(jié)結(jié)電電容容 Cj 包包

24、括括勢(shì)勢(shì)壘壘電電容容 Cb 和和擴(kuò)擴(kuò)散散電電容容 Cd 兩兩部部分分。一一般般來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)，當(dāng)當(dāng)二二極極管管正正向向偏偏置置時(shí)時(shí)，擴(kuò)擴(kuò)散散電電容容起起主主要要作作用用，即即可可以以認(rèn)認(rèn)為為 Cj Cd；當(dāng)當(dāng)反反向向偏偏置置時(shí)時(shí)，勢(shì)壘電容起主要作用，可以認(rèn)為勢(shì)壘電容起主要作用，可以認(rèn)為 Cj Cb。Cb 和和 Cd 值值都都很很小小，通通常常為為幾幾個(gè)個(gè)皮皮法法 幾幾十十皮皮法法，有些結(jié)面積大的二極管可達(dá)幾百皮法。有些結(jié)面積大的二極管可達(dá)幾百皮法。第30頁(yè)/共90頁(yè)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管一一種種特特殊殊的的面面接接觸觸型型半半導(dǎo)體硅二極管。導(dǎo)體硅二極管。穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管工工作作于于反反向向擊擊穿穿區(qū)區(qū)。I/mAU

25、/VO+正向正向 +反向反向 U(b)穩(wěn)壓管符號(hào)穩(wěn)壓管符號(hào)(a)穩(wěn)壓管伏安特性穩(wěn)壓管伏安特性+I圖圖 穩(wěn)壓管的伏安特性和符號(hào)穩(wěn)壓管的伏安特性和符號(hào)第31頁(yè)/共90頁(yè) 穩(wěn)壓管的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)：穩(wěn)壓管的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)：1.穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 UZ3.動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻 rZ2.穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流 IZ穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)的穩(wěn)定工作電壓。穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)的穩(wěn)定工作電壓。正正常常工工作作的的參參考考電電流流。I IZ，只要不超過(guò)額定功耗即可。，只要不超過(guò)額定功耗即可。rZ 愈愈小小愈愈好好。對(duì)對(duì)于于同同一一個(gè)個(gè)穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管，工工作作電電流愈大，流愈大，rZ 值愈小。值愈小。IZ=5 mA

26、 rZ 16 IZ=20 mA rZ 3 IZ/mA第32頁(yè)/共90頁(yè)4.電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù) U 穩(wěn)壓管的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)：穩(wěn)壓管的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)：穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管電電流流不不變變時(shí)時(shí)，環(huán)環(huán)境境溫溫度度每每變變化化 1 引引起起穩(wěn)穩(wěn)定定電壓變化的百分比。電壓變化的百分比。(1)UZ 7 V,U 0；UZ 4 V，U 0；(2)UZ 在在 4 7 V 之之間間，U 值值比比較較小小，性性能能比比較較穩(wěn)穩(wěn)定。定。2CW17：UZ =9 10.5 V，U =%/2CW11：UZ =3.2 4.5 V，U =()()%/(3)2DW7 系系列列為為溫溫度度補(bǔ)補(bǔ)償償穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管，用用于于電電子子

27、設(shè)設(shè)備備的的精密穩(wěn)壓源中。精密穩(wěn)壓源中。第33頁(yè)/共90頁(yè) 2DW7 系列穩(wěn)壓管結(jié)構(gòu)系列穩(wěn)壓管結(jié)構(gòu)(a)2DW7 穩(wěn)壓管外形圖穩(wěn)壓管外形圖(b)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖管管子子內(nèi)內(nèi)部部包包括括兩兩個(gè)個(gè)溫溫度度系系數(shù)相反的二極管對(duì)接數(shù)相反的二極管對(duì)接在一起。在一起。溫溫度度變變化化時(shí)時(shí)，一一個(gè)個(gè)二二極極管管被被反反向向偏偏置置，溫溫度度系系數(shù)數(shù)為為正正值值；而而另另一一個(gè)個(gè)二二極極管管被被正正向向偏偏置置，溫溫度度系系數(shù)數(shù)為為負(fù)負(fù)值值，二二者者互互相相補(bǔ)補(bǔ)償償，使使 1、2 兩兩端端之之間間的的電電壓壓隨隨溫溫度度的的變變化化很很小小。例例：2DW7C，U =%/圖圖 2DW7 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管

28、第34頁(yè)/共90頁(yè)5.額定功耗額定功耗 PZ額額定定功功率率決決定定于于穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管允允許許的溫升。的溫升。PZ=UZIZPZ 會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，使穩(wěn)壓管發(fā)熱。會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，使穩(wěn)壓管發(fā)熱。電工手冊(cè)中給出電工手冊(cè)中給出 IZM，IZM=PZ/UZ 例例 求求通通過(guò)過(guò)穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管的的電電流流 IZ 等等于于多多少少？R 是是限限流流電電阻，其值是否合適？阻，其值是否合適？IZVDZ+20 VR=1.6 k+UZ=12 V IZM=18 mA例題電路圖例題電路圖IZ IZM，電阻值合適。，電阻值合適。解解 第35頁(yè)/共90頁(yè)VDZR使用穩(wěn)壓管需要注意的幾個(gè)問(wèn)題：使用穩(wěn)壓管需要注意的幾個(gè)問(wèn)題：圖圖 穩(wěn)壓管

29、電路穩(wěn)壓管電路UOIO+IZIRUI+1.外外加加電電源源的的正正極極接接管管子子的的 N 區(qū)區(qū)，電電源源的的負(fù)負(fù)極極接接 P 區(qū)區(qū)，保證管子工作在反向擊穿區(qū)；保證管子工作在反向擊穿區(qū)；RL2.穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管應(yīng)應(yīng)與與負(fù)負(fù)載載電電阻阻 RL 并聯(lián)并聯(lián)；3.必必須須限限制制流流過(guò)過(guò)穩(wěn)穩(wěn)壓壓管管的的電電流流 IZ，不不能能超超過(guò)過(guò)規(guī)規(guī)定定值值，以以免免因過(guò)熱而燒毀管子。因過(guò)熱而燒毀管子。第36頁(yè)/共90頁(yè)雙極型三極管雙極型三極管(BJT)又稱半導(dǎo)體三極管、晶體管，或簡(jiǎn)稱為三極管。又稱半導(dǎo)體三極管、晶體管，或簡(jiǎn)稱為三極管。(Bipolar Junction Transistor)三極管的外形如下圖所示。

30、三極管的外形如下圖所示。三三極極管管有有兩兩種種類類型型：NPN 和和 PNP 型型。主主要要以以 NPN 型為例進(jìn)行討論。型為例進(jìn)行討論。圖圖 三極管的外形三極管的外形第37頁(yè)/共90頁(yè)三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)常常用用的的三三極極管管的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)有有硅硅平平面面管管和和鍺鍺合合金金管管兩兩種種類類型。型。圖三極管的結(jié)構(gòu)圖三極管的結(jié)構(gòu)(a)平面型平面型(NPN)(b)合金型合金型(PNP)NecNPb二氧化硅二氧化硅becPNPe 發(fā)發(fā)射射極極，b基基極極，c 集電極。集電極。第38頁(yè)/共90頁(yè)平面型平面型(NPN)三極管制作工藝三極管制作工藝NcSiO2b硼雜質(zhì)擴(kuò)散硼雜質(zhì)擴(kuò)散ePN在在 N

31、型型硅硅片片(集集電電區(qū)區(qū))氧氧化化膜膜上上刻刻一一個(gè)個(gè)窗窗口口，將將硼硼雜雜質(zhì)質(zhì)進(jìn)進(jìn)行行擴(kuò)擴(kuò)散散形形成成 P 型型(基基區(qū)區(qū))，再再在在 P 型型區(qū)區(qū)上上刻刻窗窗口口，將將磷磷雜雜質(zhì)質(zhì)進(jìn)進(jìn)行行擴(kuò)擴(kuò)散散形形成成N型型的的發(fā)發(fā)射射區(qū)區(qū)。引出三個(gè)電極即可。引出三個(gè)電極即可。合合金金型型三三極極管管制制作作工工藝藝：在在 N 型型鍺鍺片片(基基區(qū)區(qū))兩兩邊邊各各置置一一個(gè)個(gè)銦銦球球，加加溫溫銦銦被被熔熔化化并并與與 N 型型鍺鍺接接觸觸，冷冷卻卻后后形形成成兩兩個(gè)個(gè) P 型區(qū)，集電區(qū)接觸面大，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高。型區(qū)，集電區(qū)接觸面大，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高。第39頁(yè)/共90頁(yè)圖圖 三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)三極

32、管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)(a)NPN 型型ecb符號(hào)符號(hào)集電區(qū)集電區(qū)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電極集電極 c基極基極 b發(fā)射極發(fā)射極 eNNP第40頁(yè)/共90頁(yè)集電區(qū)集電區(qū)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電極集電極 c發(fā)射極發(fā)射極 e基極基極 bcbe符號(hào)符號(hào)NNPPN圖圖 1.3.3 三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)(b)PNP 型型第41頁(yè)/共90頁(yè)三極管的放大作用三極管的放大作用和載流子的運(yùn)動(dòng)和載流子的運(yùn)動(dòng)以以 NPN 型三極管為例討論型三極管為例討論圖三極管中的兩個(gè)圖三極管中的兩個(gè) PN 結(jié)結(jié)cNNPebbec表面看表面看三極管若實(shí)三極管若實(shí)現(xiàn)放

33、大，必須從現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和和外部所加電源外部所加電源的極性的極性來(lái)保證。來(lái)保證。不不具具備備放大作用放大作用第42頁(yè)/共90頁(yè)三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：NNPebcN N NP P P1.發(fā)射區(qū)高摻雜。發(fā)射區(qū)高摻雜。2.基基區(qū)區(qū)做做得得很很薄薄。通通常常只只有有幾幾微微米米到到幾幾十十微微米米，而而且且摻摻雜雜較較少少。三三極極管管放放大大的的外外部部條條件件：外外加加電電源源的的極極性性應(yīng)應(yīng)使使發(fā)發(fā)射結(jié)處于正向偏置射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)，而狀態(tài)，而集電結(jié)處于反向偏置集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。狀態(tài)。3.集電結(jié)面積大。集電結(jié)面積大。第43頁(yè)/共90頁(yè)becR

34、cRb三極管中載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程三極管中載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程I EIB1.發(fā)發(fā)射射發(fā)發(fā)射射區(qū)區(qū)的的電電子子越越過(guò)過(guò)發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)擴(kuò)擴(kuò)散散到到基基區(qū)區(qū)，基基區(qū)區(qū)的的空空穴穴擴(kuò)擴(kuò)散散到到發(fā)發(fā)射射區(qū)區(qū)形形成成發(fā)發(fā)射射極極電電流流 IE(基基區(qū)區(qū)多多子子數(shù)數(shù)目目較較少，空穴電流可忽略少，空穴電流可忽略)。2.復(fù)復(fù)合合和和擴(kuò)擴(kuò)散散電電子子到到達(dá)達(dá)基基區(qū)區(qū)，少少數(shù)數(shù)與與空空穴穴復(fù)復(fù)合合形形成成基基極極電電流流 Ibn，復(fù)復(fù)合掉的空穴由合掉的空穴由 VBB 補(bǔ)充補(bǔ)充。多多數(shù)數(shù)電電子子在在基基區(qū)區(qū)繼繼續(xù)續(xù)擴(kuò)擴(kuò)散，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。散，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。圖圖 三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)第44頁(yè)/共90頁(yè)bec

35、I EI BRcRb三極管中載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程三極管中載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程3.收收集集集集電電結(jié)結(jié)反反偏偏，有有利利于于收收集集基基區(qū)區(qū)擴(kuò)擴(kuò)散散過(guò)過(guò)來(lái)來(lái)的的電電子子而而形形成成集集電電極極電電流流 Icn。其其能能量量來(lái)來(lái)自自外外接接電電源源 VCC。I C另另外外，集集電電區(qū)區(qū)和和基基區(qū)區(qū)的的少少子子在在外外電電場(chǎng)場(chǎng)的的作作用用下下將將進(jìn)進(jìn)行行漂漂移移運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)而而形形成成反反向向飽和電流飽和電流，用用ICBO表示表示。ICBO圖圖 三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)第45頁(yè)/共90頁(yè)beceRcRb三極管的電流三極管的電流分配關(guān)系分配關(guān)系IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC=ICn+

36、ICBO IE=ICn+IBn+IEp=IEn+IEp一一般般要要求求 ICn 在在 IE 中中占占的的比比例例盡盡量量大大。而而二二者者之之比比稱稱直直流流電電流放大系數(shù)流放大系數(shù)，即，即一般可達(dá)一般可達(dá) 第46頁(yè)/共90頁(yè)三個(gè)極的電流之間滿足節(jié)點(diǎn)電流定律，即三個(gè)極的電流之間滿足節(jié)點(diǎn)電流定律，即IE=IC+IB代入代入(1)式，得式，得其中：其中：共射直流電流共射直流電流放大系數(shù)。放大系數(shù)。第47頁(yè)/共90頁(yè)上式中的后一項(xiàng)常用上式中的后一項(xiàng)常用 ICEO 表示，表示，ICEO 稱穿透電流。稱穿透電流。當(dāng)當(dāng) ICEO IC 時(shí)，忽略時(shí)，忽略 ICEO，則由上式可得，則由上式可得共共射射直直流流

37、電電流流放放大大系系數(shù)數(shù) 近近似似等等于于 IC 與與 IB 之之比比。一般一般 值約為幾十值約為幾十 幾百。幾百。第48頁(yè)/共90頁(yè)三極管的電流分配關(guān)系三極管的電流分配關(guān)系一組三極管電流關(guān)系典型數(shù)據(jù)一組三極管電流關(guān)系典型數(shù)據(jù)IB/mA 0.001 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 2.961.任何一列電流關(guān)系符合任何一列電流關(guān)系符合 IE=IC+IB，IB IC 0 時(shí)的輸入特性曲線時(shí)的輸入特性曲線當(dāng)當(dāng) UCE 0 時(shí)時(shí)，這這

38、個(gè)個(gè)電電壓壓有有利利于于將將發(fā)發(fā)射射區(qū)區(qū)擴(kuò)擴(kuò)散散到到基基區(qū)區(qū)的電子收集到集電極。的電子收集到集電極。UCE UBE，三極管處于放大狀態(tài)。，三極管處于放大狀態(tài)。*特性右移特性右移(因集因集電結(jié)開始吸引電子電結(jié)開始吸引電子)OIB/AUCE 1 時(shí)的輸入特性具有實(shí)用意義。時(shí)的輸入特性具有實(shí)用意義。IBUCEICVCCRbVBBcebRCV+V+A+mAUBE*UCE 1 V，特特性性曲線重合。曲線重合。圖圖 三極管共射特性曲線測(cè)試電路三極管共射特性曲線測(cè)試電路圖圖 三極管的輸入特性三極管的輸入特性第54頁(yè)/共90頁(yè)二、輸出特性二、輸出特性圖圖 NPN 三極管的輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線IC/

39、mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB=0O 5 10 154321劃劃分分三三個(gè)個(gè)區(qū)區(qū)：截截止止區(qū)區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。放大區(qū)和飽和區(qū)。截止區(qū)截止區(qū)放放大大區(qū)區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)放放大大區(qū)區(qū)1.截截止止區(qū)區(qū)IB 0 的的區(qū)域。區(qū)域。兩兩個(gè)個(gè)結(jié)結(jié)都都處處于于反反向向偏偏置。置。IB=0 時(shí)時(shí)，IC=ICEO。硅硅管管約約等等于于 1 A，鍺鍺管管約為幾十約為幾十 幾百微安。幾百微安。截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)第55頁(yè)/共90頁(yè)2.放大區(qū)：放大區(qū)：條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏特特點(diǎn)點(diǎn)：各各條條輸輸出出特特性性曲曲線線比比較較平平坦坦，近近似似為為水水平平線線，

40、且等間隔。且等間隔。二、輸出特性二、輸出特性IC/mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB=0O 5 10 154321放放大大區(qū)區(qū)集集電電極極電電流流和和基基極極電電流體現(xiàn)放大作用，即流體現(xiàn)放大作用，即放放大大區(qū)區(qū)放放大大區(qū)區(qū)對(duì)對(duì) NPN 管管 UBE 0，UBC 0 UBC 0。特特點(diǎn)點(diǎn)：IC 基基本本上上不不隨隨 IB 而而變變化化，在在飽飽和和區(qū)區(qū)三三極極管管失失去放大作用。去放大作用。I C IB。當(dāng)當(dāng) UCE=UBE，即即 UCB=0 時(shí)時(shí)，稱稱臨臨界界飽飽和和，UCE UBE時(shí)稱為時(shí)稱為過(guò)飽和過(guò)飽和。飽和管壓降飽和管壓降 UCES 0.4 V(硅管硅管)，UC

41、ES 0.2 V(鍺管鍺管)飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)第57頁(yè)/共90頁(yè)三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)三極管的連接方式三極管的連接方式ICIE+C2+C1VEEReVCCRc(b)共基極接法共基極接法VCCRb+VBBC1TICIBC2Rc+(a)共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法圖圖 NPN 三極管的電流放大關(guān)系三極管的電流放大關(guān)系一、電流放大系數(shù)一、電流放大系數(shù)是表征管子放大作用的參數(shù)。有以下幾個(gè)：是表征管子放大作用的參數(shù)。有以下幾個(gè)：第58頁(yè)/共90頁(yè)1.共射電流放大系數(shù)共射電流放大系數(shù) 2.共射直流電流放大系數(shù)共射直流電流放大系數(shù)忽略穿透電流忽略穿透電流 ICEO 時(shí)，時(shí)，3.共基電

42、流放大系數(shù)共基電流放大系數(shù) 4.共基直流電流放大系數(shù)共基直流電流放大系數(shù)忽略反向飽和電流忽略反向飽和電流 ICBO 時(shí)，時(shí)，和和 這兩個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是互相聯(lián)系，關(guān)系為：這兩個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是互相聯(lián)系，關(guān)系為：第59頁(yè)/共90頁(yè)二、反向飽和電流二、反向飽和電流1.集電極和基極之間的反向飽和電流集電極和基極之間的反向飽和電流 ICBO2.集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流 ICEO(a)ICBO測(cè)測(cè)量電路量電路(b)ICEO測(cè)量電測(cè)量電路路ICBOceb AICEO Aceb 小小功功率率鍺鍺管管 ICBO 約約為為幾幾微微安安；硅硅管管的的 ICBO 小小

43、，有有的的為為納納安數(shù)量級(jí)。安數(shù)量級(jí)。當(dāng)當(dāng) b 開路時(shí)，開路時(shí)，c 和和 e 之間的電流。之間的電流。值愈大，則該管的值愈大，則該管的 ICEO 也愈大。也愈大。圖圖 反向飽和電流的測(cè)量電路反向飽和電流的測(cè)量電路第60頁(yè)/共90頁(yè)三、三、極限參數(shù)極限參數(shù)1.集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ICM 當(dāng)當(dāng) IC 過(guò)過(guò)大大時(shí)時(shí)，三三極極管管的的 值值要要減減小小。在在 IC=ICM 時(shí)時(shí)，值下降到額定值的三分之二。值下降到額定值的三分之二。2.集電極最大允許耗散功率集電極最大允許耗散功率 PCM過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū) 將將 IC 與與 UCE 乘乘積積等等于于規(guī)規(guī)定定的的

44、PCM 值值各各點(diǎn)點(diǎn)連連接接起起來(lái)，可得一條雙曲線。來(lái)，可得一條雙曲線。ICUCE PCM 為過(guò)損耗區(qū)為過(guò)損耗區(qū)ICUCEOPCM=ICUCE安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)圖圖 三極管的安全工作區(qū)三極管的安全工作區(qū)第61頁(yè)/共90頁(yè)3.極間反向擊穿電壓極間反向擊穿電壓外加在三極管各電極之間的最大允許反向電壓。外加在三極管各電極之間的最大允許反向電壓。U(BR)CEO：基基極極開開路路時(shí)時(shí)，集集電電極極和和發(fā)發(fā)射射極極之之間間的反向擊穿電壓。的反向擊穿電壓。U(BR)CBO：發(fā)發(fā)射射極極開開路路時(shí)時(shí)，集集電電極極和和基基極極之之間間的反向擊穿

45、電壓。的反向擊穿電壓。安安全全工工作作區(qū)區(qū)同同時(shí)時(shí)要要受受 PCM、ICM 和和U(BR)CEO限制。限制。過(guò)電壓過(guò)電壓ICU(BR)CEOUCEO過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)ICM過(guò)流區(qū)過(guò)流區(qū)圖圖 三極管的安全工作區(qū)三極管的安全工作區(qū)第62頁(yè)/共90頁(yè)P(yáng)NP 型三極管型三極管放放大大原原理理與與 NPN 型型基基本本相相同同，但但為為了了保保證證發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，外加電源的極性與正偏，集電結(jié)反偏，外加電源的極性與 NPN 正好相反。正好相反。圖圖 三極管外加電源的極性三極管外加電源的極性(a)NPN 型型VCCVBBRCRb N NP+uoui(b)PNP 型型VC

46、CVBBRCRb+uoui第63頁(yè)/共90頁(yè) PNP 三三極極管管電電流流和和電壓實(shí)際方向。電壓實(shí)際方向。UCEUBE+IEIBICebCUCEUBE(+)()IEIBICebC(+)()PNP 三三極極管管各各極極電電流流和電壓的規(guī)定正方向。和電壓的規(guī)定正方向。PNP 三極管中各極電流實(shí)際方向與規(guī)定正方向一致。三極管中各極電流實(shí)際方向與規(guī)定正方向一致。電電壓壓(UBE、UCE)實(shí)實(shí)際際方方向向與與規(guī)規(guī)定定正正方方向向相相反反。計(jì)計(jì)算算中中UBE、UCE 為為負(fù)負(fù)值值；輸輸入入與與輸輸出出特特性性曲曲線線橫橫軸軸為為(UBE)、(UCE)。第64頁(yè)/共90頁(yè)場(chǎng)效應(yīng)三極管場(chǎng)效應(yīng)三極管只只有有一一

47、種種載載流流子子參參與與導(dǎo)導(dǎo)電電，且且利利用用電電場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)來(lái)來(lái)控控制制電流的三極管，稱為電流的三極管，稱為場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管，也稱，也稱單極型三極管。單極型三極管。場(chǎng)效應(yīng)管分類場(chǎng)效應(yīng)管分類結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn)特點(diǎn)單極型器件單極型器件(一種載流子導(dǎo)電一種載流子導(dǎo)電)；輸入電阻高；輸入電阻高；工工藝藝簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、易易集集成成、功功耗耗小小、體體積積小小、成本低。成本低。第65頁(yè)/共90頁(yè)DSGN符符號(hào)號(hào)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)圖圖 N 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖N型型溝溝道道N型硅棒型硅棒柵極柵極源極源極漏極漏極P+P+P 型區(qū)

48、型區(qū)耗盡層耗盡層(PN 結(jié)結(jié))在在漏漏極極和和源源極極之之間間加加上上一一個(gè)個(gè)正正向向電電壓壓，N 型型半半導(dǎo)導(dǎo)體體中中多多數(shù)數(shù)載載流流子子電電子子可可以導(dǎo)電。以導(dǎo)電。導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道是是 N 型型的的，稱稱 N 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。第66頁(yè)/共90頁(yè)P(yáng) 溝道場(chǎng)效應(yīng)管溝道場(chǎng)效應(yīng)管圖圖 P 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖N+N+P型型溝溝道道GSD P 溝溝道道場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管是是在在 P 型型硅硅棒棒的的兩兩側(cè)側(cè)做做成成高高摻摻雜雜的的 N 型型區(qū)區(qū)(N+)，導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道為為 P 型型，多多數(shù)數(shù)載載流流子子為為空穴。空穴。符號(hào)符號(hào)GDS第67頁(yè)/共90頁(yè)二、工作

49、原理二、工作原理 N 溝溝道道結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管用用改改變變 UGS 大大小小來(lái)來(lái)控控制制漏漏極極電電流流 ID 的。的。GDSNN型型溝溝道道柵極柵極源極源極漏極漏極P+P+耗盡層耗盡層*在在柵柵極極和和源源極極之之間間加加反反向向電電壓壓，耗耗盡盡層層會(huì)會(huì)變變寬寬，導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道寬寬度度減減小小，使使溝溝道道本本身身的的電電阻阻值值增增大大，漏漏極極電電流流 ID 減減小小，反反之之，漏極漏極 ID 電流將增加。電流將增加。*耗耗盡盡層層的的寬寬度度改改變變主要在溝道區(qū)。主要在溝道區(qū)。第68頁(yè)/共90頁(yè)1.設(shè)設(shè)UDS=0，在在柵柵源源之之間間加加負(fù)負(fù)電電源源 VGG，改改變變 VG

50、G 大小。觀察耗盡層的變化。大小。觀察耗盡層的變化。ID=0GDSN型型溝溝道道P+P+(a)UGS=0UGS=0 時(shí)，耗盡層比較窄，導(dǎo)電溝比較寬時(shí)，耗盡層比較窄，導(dǎo)電溝比較寬UGS 由零逐漸增大，耗盡層逐漸加寬，導(dǎo)電溝相應(yīng)變窄。由零逐漸增大，耗盡層逐漸加寬，導(dǎo)電溝相應(yīng)變窄。當(dāng)當(dāng) UGS=UP，耗盡層合攏，導(dǎo)電溝被夾斷，夾斷電壓，耗盡層合攏，導(dǎo)電溝被夾斷，夾斷電壓 UP 為負(fù)值。為負(fù)值。ID=0GDSP+P+N型型溝溝道道 (b)UGS 0，在在柵柵源源間間加加負(fù)負(fù)電源電源 VGG，觀察，觀察 UGS 變化時(shí)耗盡層和漏極變化時(shí)耗盡層和漏極 ID。UGS=0，UDG ，ID 較大。較大。GDSP

51、+NISIDP+P+VDDVGG UGS 0，UDG 0 時(shí)，耗盡層呈現(xiàn)楔形。時(shí)，耗盡層呈現(xiàn)楔形。(a)(b)第70頁(yè)/共90頁(yè)GDSP+NISIDP+P+VDDVGGUGS|UP|,ID 0,夾斷夾斷GDSISIDP+VDDVGGP+P+(1)改變改變 UGS ，改變了改變了 PN 結(jié)中電場(chǎng)，控制了結(jié)中電場(chǎng)，控制了 ID，故稱場(chǎng)效應(yīng)管；，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。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)第71頁(yè)/共90頁(yè)三、特性曲線三、特性

52、曲線1.轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性(N 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例)O UGSIDIDSSUP圖圖 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性UGS=0，ID 最大；最大；UGS 愈負(fù)，愈負(fù)，ID 愈??；愈小；UGS=UP，ID 0。兩個(gè)重要參數(shù)兩個(gè)重要參數(shù)飽和漏極電流飽和漏極電流 IDSS(UGS=0 時(shí)的時(shí)的 ID)夾斷電壓夾斷電壓 UP(ID=0 時(shí)的時(shí)的 UGS)UDSIDVDDVGGDSGV+V+UGS圖圖 1.4.5特性曲線測(cè)試電路特性曲線測(cè)試電路+mA第72頁(yè)/共90頁(yè)1.轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性O(shè) uGS/VID/mAIDSSUP圖圖 1.4.6轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性2.漏極特性漏極特性當(dāng)當(dāng)柵柵源源 之之間間的的

53、電電壓壓 UGS 不不變變時(shí)時(shí)，漏漏極極電電流流 ID 與與漏漏源源之間電壓之間電壓 UDS 的關(guān)系，即的關(guān)系，即 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移特特性曲線的近似公式：性曲線的近似公式：第73頁(yè)/共90頁(yè)IDSS/VID/mAUDS/VOUGS=0V-1-2-3-4-5-6-7 預(yù)夾斷軌預(yù)夾斷軌跡跡恒流區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū) 可變可變電阻電阻區(qū)區(qū)漏漏極極特特性性也也有有三三個(gè)個(gè)區(qū)區(qū)：可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)、恒恒流流區(qū)區(qū)和和擊擊穿穿區(qū)。區(qū)。2.漏極特性漏極特性UDSIDVDDVGGDSGV+V+UGS圖圖 1.4.5特性曲線測(cè)試電路特性曲線測(cè)試電路+mA圖圖(b)漏極特性漏極特性第74頁(yè)/共90頁(yè)

54、場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的兩兩組組特特性性曲曲線線之之間間互互相相聯(lián)聯(lián)系系，可可根根據(jù)據(jù)漏漏極特性用作圖的方法得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性。極特性用作圖的方法得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性。UDS=常數(shù)常數(shù)ID/mA0 0.5 1 1.5UGS/VUDS=15 V5ID/mAUDS/V0UGS=0 0.4 V 0.8 V 1.2 V 1.6 V101520250.10.20.30.40.5結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管柵柵極極基基本本不不取取電電流流，其其輸輸入入電電阻阻很很高高，可可達(dá)達(dá) 107 以以上上。如如希希望望得得到到更更高高的的輸輸入入電電阻阻，可可采采用用絕絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。圖圖 在漏極特性上用作圖法

55、求轉(zhuǎn)移特性在漏極特性上用作圖法求轉(zhuǎn)移特性第75頁(yè)/共90頁(yè)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 由由金金屬屬、氧氧化化物物和和半半導(dǎo)導(dǎo)體體制制成成。稱稱為為金金屬屬-氧氧化化物物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，或簡(jiǎn)稱，或簡(jiǎn)稱 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管。特點(diǎn)：輸入電阻可達(dá)特點(diǎn)：輸入電阻可達(dá) 109 以上。以上。類型類型N 溝道溝道P 溝道溝道增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型UGS=0 時(shí)漏源間存在導(dǎo)電溝道稱時(shí)漏源間存在導(dǎo)電溝道稱耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管；耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管；UGS=0 時(shí)漏源間不存在導(dǎo)電溝道稱時(shí)漏源間不存在導(dǎo)電溝道稱增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管。增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管。第76頁(yè)/共90頁(yè)一、一、N 溝道

56、增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)P 型襯底型襯底N+N+BGSDSiO2源極源極 S漏極漏極 D襯底引線襯底引線 B柵極柵極 G圖圖 N 溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS 場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖第77頁(yè)/共90頁(yè)2.工作原理工作原理 絕絕緣緣柵柵場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管利利用用 UGS 來(lái)來(lái)控控制制“感感應(yīng)應(yīng)電電荷荷”的的多多少少，改改變變由由這這些些“感感應(yīng)應(yīng)電電荷荷”形形成成的的導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道的的狀狀況況，以控制漏極電流以控制漏極電流 ID。工作原理分析工作原理分析(1)UGS=0 漏漏源源之之間間相相當(dāng)當(dāng)于于兩兩個(gè)個(gè)背背靠靠背背的的 PN 結(jié)結(jié)，無(wú)無(wú)論論漏漏源

57、源之之間間加加何種極性電壓，何種極性電壓，總是不導(dǎo)電總是不導(dǎo)電。SBD圖圖 1.4.9第78頁(yè)/共90頁(yè)(2)UDS=0，0 UGS UT)導(dǎo)導(dǎo)電電溝溝道道呈呈現(xiàn)現(xiàn)一一個(gè)個(gè)楔楔形形。漏極形成電流漏極形成電流 ID。b.UDS=UGS UT，UGD=UT靠靠近近漏漏極極溝溝道道達(dá)達(dá)到到臨臨界界開開啟程度，出現(xiàn)預(yù)夾斷。啟程度，出現(xiàn)預(yù)夾斷。c.UDS UGS UT，UGD UT由由于于夾夾斷斷區(qū)區(qū)的的溝溝道道電電阻阻很很大大，UDS 逐逐漸漸增增大大時(shí)時(shí)，導(dǎo)導(dǎo)電電溝道兩端電壓基本不變，溝道兩端電壓基本不變，ID 因而基本不變。因而基本不變。a.UDS UTP 型襯底型襯底N+N+BGSDVGGVDD

58、P 型襯底型襯底N+N+BGSDVGGVDDP 型襯底型襯底N+N+BGSDVGGVDD夾斷區(qū)夾斷區(qū)第80頁(yè)/共90頁(yè)DP型襯底型襯底N+N+BGSVGGVDDP型襯底型襯底N+N+BGSDVGGVDDP型襯底型襯底N+N+BGSDVGGVDD夾斷區(qū)夾斷區(qū)圖圖 UDS 對(duì)導(dǎo)電溝道的影響對(duì)導(dǎo)電溝道的影響(a)UGD UT(b)UGD=UT(c)UGD UT第81頁(yè)/共90頁(yè)3.特性曲線特性曲線(a)轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性(b)漏極特性漏極特性ID/mAUDS/VO預(yù)夾斷軌預(yù)夾斷軌跡跡恒流恒流區(qū)區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū) 可變可變電阻電阻區(qū)區(qū)UGS UT 時(shí)時(shí))三三個(gè)個(gè)區(qū)區(qū)：可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)、恒恒流流區(qū)區(qū)(或或

59、飽飽和和區(qū)區(qū))、擊擊穿穿區(qū)。區(qū)。UT 2UTIDOUGS/VID/mAO圖圖(a)圖圖(b)第82頁(yè)/共90頁(yè)二、二、N 溝道耗盡型溝道耗盡型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管P型襯底型襯底N+N+BGSD+制制造造過(guò)過(guò)程程中中預(yù)預(yù)先先在在二二氧氧化化硅硅的的絕絕緣緣層層中中摻摻入入正正離離子子，這這些些正正離離子子電電場(chǎng)場(chǎng)在在 P 型型襯襯底底中中“感感應(yīng)應(yīng)”負(fù)負(fù)電電荷荷，形形成成“反反型層型層”。即使。即使 UGS=0 也會(huì)形成也會(huì)形成 N 型導(dǎo)電溝道。型導(dǎo)電溝道。+UGS=0，UDS 0，產(chǎn)產(chǎn)生較大的漏極電流；生較大的漏極電流；UGS 0；UGS 正、負(fù)、正、負(fù)、零均可。零均可。ID/mAUGS

60、/VOUP(a)轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性IDSS圖圖 MOS 管的符號(hào)管的符號(hào)SGDBSGDB(b)漏極特性漏極特性ID/mAUDS/VO+1VUGS=0 3 V 1 V 2 V43215101520圖圖 特性曲線特性曲線第84頁(yè)/共90頁(yè)場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)一、直流參數(shù)一、直流參數(shù)1.飽和漏極電流飽和漏極電流 IDSS2.夾斷電壓夾斷電壓 UP3.開啟電壓開啟電壓 UT4.直流輸入電阻直流輸入電阻 RGS為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)。為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)。為增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)。為增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)。為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)。為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)

61、重要參數(shù)。輸入電阻很高。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一般在輸入電阻很高。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一般在 107 以上，絕以上，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管更高，一般大于緣柵場(chǎng)效應(yīng)管更高，一般大于 109 。第85頁(yè)/共90頁(yè)二、交流參數(shù)二、交流參數(shù)1.低頻跨導(dǎo)低頻跨導(dǎo) gm2.極間電容極間電容 用以描述柵源之間的電壓用以描述柵源之間的電壓 UGS 對(duì)漏極電流對(duì)漏極電流 ID 的控的控制作用。制作用。單位：?jiǎn)挝唬篒D 毫安毫安(mA)；UGS 伏伏(V)；gm 毫西門子毫西門子(mS)這這是是場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管三三個(gè)個(gè)電電極極之之間間的的等等效效電電容容，包包括括 CGS、CGD、CDS。極極間間電電容容愈愈小小，則則管管子子的的高高頻頻

62、性性能能愈愈好好。一般為幾個(gè)皮法。一般為幾個(gè)皮法。第86頁(yè)/共90頁(yè)三、極限參數(shù)三、極限參數(shù)1.漏極最大允許耗散功率漏極最大允許耗散功率 PDM2.漏源擊穿電壓漏源擊穿電壓 U(BR)DS3.柵源擊穿電壓柵源擊穿電壓U(BR)GS 由由場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管允允許許的的溫溫升升決決定定。漏漏極極耗耗散散功功率率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為熱能使管子的溫度升高。熱能使管子的溫度升高。當(dāng)漏極電流當(dāng)漏極電流 ID 急劇上升產(chǎn)生雪崩擊穿時(shí)的急劇上升產(chǎn)生雪崩擊穿時(shí)的 UDS。場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管工工作作時(shí)時(shí)，柵柵源源間間 PN 結(jié)結(jié)處處于于反反偏偏狀狀態(tài)態(tài)，若若UGS U(BR)GS，PN 將將被被擊擊穿穿，這這種種擊擊穿穿與與

63、電電容容擊擊穿穿的的情況類似，屬于破壞性擊穿。情況類似，屬于破壞性擊穿。第87頁(yè)/共90頁(yè)種種 類類符符 號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性漏極特性漏極特性 結(jié)型結(jié)型N 溝道溝道耗耗盡盡型型 結(jié)型結(jié)型P 溝道溝道耗耗盡盡型型 絕緣絕緣柵型柵型 N 溝道溝道增增強(qiáng)強(qiáng)型型SGDSGDIDUGS=0V+UDS+o oSGDBUGSIDOUT表表 1-2各類場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線各類場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線+UGS=UTUDSID+OIDUGS=0V UDSOUGSIDUPIDSSOUGSID/mAUPIDSSO第88頁(yè)/共90頁(yè)種種 類類符符 號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性漏極特性漏極特性絕緣絕緣柵型柵型N 溝道溝道耗耗盡盡型型絕緣絕緣柵型柵型P 溝道溝道增增強(qiáng)強(qiáng)型型耗耗盡盡型型IDSGDBUDSID_UGS=0+_OIDUGSUPIDSSOSGDBIDSGDBIDIDUGSUTOIDUGSUPIDSSO_ _IDUGS=UTUDS_ _o o_ _UGS=0V+_ _IDUDSo o+第89頁(yè)/共90頁(yè)