第2章_半导体器件基础_20120920.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 重点掌握电位判定方法和结偏置判定方法。辅以课后练习。 * * * * * * * 本节内容要求学生一般了解，较难。 * * * * * * * * * * * * * * * * 本章重点：PN结及其单向导电性 * * * * * * * 解释什么是负温度系数和正温度系数） * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2. 温度升高，输出特性曲线向上移。 iC uCE T1 iB = 0 T2 iB = 0 iB = 0 温度每升高 1?C，? ?(0.5 ? 1)%。 输出特性曲线间距增大。 O 2.4　场效应管 引　言 2.4.1 场效应管的结构、类型 2.4.3 场效应管的特性曲线 2.4.2 场效应管的工作原理 2.4.4 场效应管的符号表示及主要参数 引 言 场效应管 FET (Field Effect Transistor) 类型： 结型 JFET (Junction Field Effect Transistor) 绝缘栅型 IGFET(Insulated Gate FET) 特点： 1. 单极性器件(每个FET中只有一种载流子导电) 3. 工艺简单、易集成、功耗小、 体积小、成本低 2. 输入电阻高 (107 ? 1015 ?，IGFET 可高达 1015 ?) N 沟道 JFET P 沟道 JFET 2.4.1 场效应管的结构、类型 1）UGS 对沟道的控制作用 当UGS0，PN结反偏，沟道均匀变窄 改变UGS的大小可有效控制沟道电阻大小.若UDS0(一定),则漏源电流iDS电流将受UGS的控制, |UGS|增大, iDS减少. 2.4.2 场效应管的工作原理 2） UDS 对沟道的控制作用 uGS ? 0，uDS 0 此时 uGD = VP； 沟道楔型 耗尽层刚相碰时称预夹断。 当 uDS ?，预夹断点下移。 预夹断 uGS =0 uGS 改变时 预夹断 预夹断轨迹 预夹点 N沟道JFET的输出特性 输出特性曲线：iD=f(uDS)?uGS=const 结论: FFET栅极、沟道之间的PN结反向偏置的，iG几乎为零，输入电阻较高 JFET是电压控制电流器件，iD受UGS控制 预夹断前， iD与UDS呈近似线性关系；预夹断后； iD趋于饱和 四个区： （a）可变电阻区（预夹断前） （b）恒流区也称饱和 区（预夹断 后） （c）夹断区（截止区） （d）击穿区 可变电阻区 恒流区 截止区 击穿区 VP 当 VP ? uGS ? 0 时, uGS iD IDSS uDS iD uGS = – 3 V – 2 V – 1 V 0 V – 3 V O O 转移特性曲线： iD=f(uGS)?uDS=const 2.4.3 场效应管的特性曲线 增强型N 沟道 S G D B iD 增强型P 沟道 S G D B iD 2 – 2 O uGS /V iD /mA VT S G D B iD 耗尽型N 沟道 iD S G D B 耗尽型P 沟道 VP IDSS uGS /V iD /mA – 5 O 5 1.场效应管的符号表示 2.4.4 场效应管的符号表示及主要参数 O uDS /V iD /mA 5 V 2 V 0 V –2 V uGS = 2 V 0 V – 2 V – 5 V N 沟道结型 S G D iD S G D iD P 沟道结型 uGS /V iD /mA 5 – 5 O IDSS VP O uDS /V iD /mA 5 V 2 V 0 V uGS = 0 V – 2 V – 5 V 2. 场效应管的主要参数 （1）开启电压 VT(增强型) 夹断电压 VP(耗尽型) 指 uDS = 某值，使漏极 电流 iD 为某一小电流时 的 uGS 值。 VT VP （2） 饱和漏极电流 IDSS 耗尽型场效应管，当 uGS = 0 时所对应的漏极电流。 IDSS uGS /V iD /mA O UGS(th) UGS(off) （3） 直流输入电阻 RGS 指漏源间短路时，栅、源间加 反向电压呈现的直流电阻。 JFET：RGS 107 ? MOSFET：RGS = 109 ? 1