第一章：半导体器件选读.ppt

温度升高时，对于正向偏置的发射结，如果保持正向电流iE不变，那么正偏电压必须要减小。无论硅管还是锗管，每升温1°，减小2～2.5mV/℃，可以表示为： 小结： （1）JFET是利用uGS 所产生的电场变化来改变沟道电阻的大小，即利用电场效应控制沟道中流通的电流大小。 （2）场效应管为一个电压控制型的器件。 （3）在N沟道JFET中，VP为负值。 在P沟道JFET中，VP为正值。 例 在图示电路中，已知场效应管的 ；问在下列三种情况下，管子分别工作在那个区？ (a) uGS=-8V, uDS=4V, (b) uGS=-3V, uDS=4V, (c) uGS=-3V, uDS=1V, 解（a）因为uGSVP , 管子工作在截止区。 G D S VDD ＋ iG RD VGG iD － ＋ － uDS ＋ － uGS RG uDG G D S （b）因为uDG= uDS –uGS= 7V uDG∣VP ∣ 管子工作在放大区 （c）因为uDG= uDS –uGS= 4V uDG∣VP ∣ 管子工作在可变电阻区 结型场效应管的缺点： 1. 栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。 3. 栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。 绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。 2. 在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。 绝缘栅型场效应管MOSFET( Metal Oxide Semiconductor FET)。分为 增强型 ? N沟道、P沟道?uGS=0时iD=0 耗尽型 ? N沟道、P沟道 ?uGS=0时iD=0 1-5-2 绝缘栅场效应管（MOS) 一 N沟道增强型MOSFET 结构 : G S D N沟道增强型 P N N G S D ＋ ＋ G S D P 沟道增强型 N P P G S D ＋ ＋ P N+ S G D N+ 以P型半导体作衬底 形成两个PN结 SiO2保护层 引出两个电极 引出两个电极 引出栅极 Al 从衬底引出电极 二、 工作原理 uDS 电路连接图 P N+ S G D N+ – + + – uGS 1．uGS 0 ,uDS =0 P N+ S G N+ iD=0 D – + + – 产生垂直向下的电场 uDS uGS P N+ S G N+ iD=0 D – + – 电场排斥空穴 形成耗尽层 吸引电子 uGS uDS + 当uGS =uGS(th)时 P N+ S G N+ iD=0 D – + + – 形成导电沟道 出现反型层 uDS uGS P N+ S G N+ iD0 D – + + – uDS (d)沟道反型层呈楔形 (b) 沿沟道有电位梯度 当uGS uGS(th） ,uDS0时 (c)不同点的电场强度不同,左高右低 (a) 漏极电流iD0 uDS增大，iD增大。 a. uDS升高 沟道变窄 P N+ S G N+ iD0 D – + – uDS 反型层变窄 uGS uDS b. 当uGD =uGS-uDS=uGS(th）时 uDS P N+ S G N+ iD0 D – + + – uDS 沟道在漏极端夹断 管子预夹断 uGS c. 当uDS进一步增大 iD基本保持恒定 uDS P N+ S G N+ D – + + – uDS 沟道夹断区延长 (b) 管子进入恒流区 uDS uGS iD0 N沟道增强型MOS管的特性曲线 转移特性曲线 iD=f(uGS)?uDS=const 输出特性曲线 iD=f(uDS)?uGS=const 扩散电容示意图 P区 §1-3 晶体二极管 PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。 引线 外壳线 触丝线 基片 点接触型 PN结 面接触型 P N 二极管的电路符号： 半导体二极管图片 1-3-1 伏安特性 U I 导通压降: 硅管0.6~0.8V,锗管0.1~0.3V。 反向击穿电压UB 二极管特性曲线 Vr U I VB 理想二极管特性曲线 RL ui uo 二极管的应用 二极管半波整流 ui uo t t 发光二极管 有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。 基本结构 PNP型 §1.4 晶体三极管 NPN型 B E C N N+ P 基极 发射极 集电极 发射结 集电结 参杂浓度低、面积大 较薄、中参杂浓度 参杂浓度高、面积较集电区小 集电极 发射极 P N P+ 基极 B C E B B E C B E C 1-4-1 三极管工作原理 载流子传输过程 一、载流子的传输过程 1、发射区向基区注入电子 2、电子在基区扩散与复合 3、集电极收集电子