动画模电0,1章.ppt

第1章常用半导体器件 1.1.1本征半导体 1.1.1 本征半导体1、本征半导体的结构 2、本征半导体中的两种载流子 1.1.2 杂质半导体 1.1.3 PN结 1.2.1 常见结构 1.2.2 伏安特性 从二极管的伏安特性可以反映出：  1. 单向导电性 1.2.3 主要参数 最大整流电流IF：最大平均值 最大反向工作电压UR：最大瞬时值 反向电流 IR：即IS 最高工作频率fM：因PN结有电容效应  1.2.5 稳压二极管 1.2.6 其它类型 1.3.2 BJT的放大作用 晶体管的放大原理 1.3.3 晶体管的共射特性曲线 1.3.4 晶体管的主要参数 1.3.5 温度对晶体管的影响 1.3.6 光电三极管 1.4 场效应管 ( Field Effect Transistor ) 1.4.1 结型场效应管 Junction FET 1.4.2 绝缘栅型场效应管(Insulated Gate FET) 1.4.3 场效应管的主要参数 1.4.4 与晶体管的区别 本章总结 1. 工作原理 正常工作条件 漏-源电压uDS 0 , 保证电子定向移动形成漏电流 栅-源电压uGS 0 , 通过控制耗尽层宽度,达到控制沟道电流的目的 PN结无载流子, 不导电, 属于高阻区 当漏-源电压uDS 一定时, 漏电流: 漏电流 沟道电阻 沟道截面积 耗尽层宽度 uGS uDS 足够大时, uGS 可以控制漏电流 实质: 利用反向偏置的PN结调节沟道电阻, 从而控制漏极电流 1. 工作原理 漏-源电压uDS 与栅-源电压uGS 对漏电流的影响: a. uDS = 0时, uGS 对导电沟道的的控制作用 | uGS | ? 耗尽层增加 耗尽层闭合,沟道电阻无穷大, 此时电压称为夹断电压UGS(off) uGS=0 uGS ≤ uGS(off) uGS(off) uGS 0 b. uGS ?(uGS(off), 0), uDS 对漏电流 iD 的影响 uDS? iD ?, 漏,源极间出现电势差 uGD uGS(off) uGD = uGS(off) uGD uGS(off) 耗尽层从源极到漏极逐渐加宽 uGD = uGS(off)时, 出现预夹断 uDS? , 夹断区增加, iD为恒流,与uGS唯一对应 夹断区并不是完全将沟道夹断, 而是允许电子窄缝中高速流过 c. uGD uGS(off) , uGS 与漏电流 iD 的关系 uGD uGS(off) 输出回路中的漏极电流由输入回路中的栅-源电压控制, 因此称场效应管为电压控制元件 uDS满足上式时, uGS与iD唯一对应.这意味着改变uGS可以控制iD 当g-d 间未出现夹断时(uGD UGS(off)),对应于不同 uGS , d-s间等效成不同阻值电阻 总结: 当uGD = UGS(off) 时 , d-s间预夹断 当g-d 间出现夹断时(uGD UGS(off)), iD可近似看成是uGS控制的电流源 2. 结型场效应管的特性曲线 输出特性曲线: 栅-源电压UGS一定时, 漏极电流 iD 与漏-源电压uDS 间的函数关系 转移特性曲线: 漏-源电压UDS一定时, 漏极电流 iD 与栅-源电压uGS 间的函数关系 类似于晶体管,结型场效应管的极间电压和各电极电流之间的关系通常由输出和转移两组特性曲线来表示 输出特性曲线 输出特性曲线 可变电阻区(非饱和区): iD 与 uDS近似线性增长, 增加的比值由 uGS 控制 恒流区(饱和区): 管子预夹断后. iD近似为uGS控制的电流源 夹断区: iD ? 0 击穿区: uDS过大, 管子被击穿 与输出曲线有严格的对应关系 工作在可变电阻区时, 不同的uDS所对应的曲线差别很大 工作在恒流区时, 不同uDS所对应的转移特性曲线基本重合 转移特性曲线 转移特性曲线 输出特性曲线 (IDSS 饱和漏极电流) 工作原理相同：P沟道的多子是空穴 与N沟道相比，P沟道对应的电压、电流极性正好相反 讨论一: P沟道与N沟道结型场效应管的区别 在某些工作条件下,结型场效应管栅-源间的电阻(107?)仍嫌不够高, 且高温下阻值会显著下降. 另外, 将它高度集成化还比较复杂. 而绝缘栅型场效应管可较好解决这些问题. 绝缘栅型场效应管 N沟道(增强型, 耗尽型) P沟道 (增强型, 耗尽型) IGFET (Insulated Gate Field Effect Transistor) 的栅极与源极(漏极)间用SiO2绝缘, 由于栅极为金属铝, 又被称为MOS管 (Metal-Oxide