01章 常用半导体器件.ppt

图1.2.1 二极管的几种外形 1.3 双极型晶体管 半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,简称BJT）。BJT是由两个PN结组成的。 1.3.2 BJT的内部工作原理（NPN管） 三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。 （1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子 ，形成了扩散电流IEN 。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。 所以发射极电流I E ≈ I EN 。 （2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流I B ≈ I BN 。大部分到达了集电区的边缘。 （3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN 。 2．电流分配关系 三个电极上的电流关系: (2)输出特性曲线 iC=f(uCE)? iB=const 1.3.4 BJT的主要参数 1.电流放大系数 2.极间反向电流 3.极限参数 Ic增加时，? 要下降。当?值下降到线性放大区?值的70％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。 （3）反向击穿电压 BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种： 半导体三极管的型号 1. 输出特性曲线 图1.4.6 场效应管的转移特性曲线 当uGS＞0V时→纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。 ②漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用 当uGS＞UT，且固定为某一值时，来分析漏源电 压VDS对漏极电流ID的影响。（设UT=2V， uGS=4V） 2.N沟道耗尽型MOSFET 特点： 当uGS=0时，就有沟道，加入uDS，就有iD。 当uGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。 当uGS＜0时，沟道变窄，iD减小。 3、P沟道耗尽型MOSFET P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。 4. MOS管的主要参数 （1）开启电压UGS(th) （2）夹断电压UGS(off) （3）跨导gm ：gm=?iD/?uGS? uDS=const （4）直流输入电阻RGS ——栅源间的等效电阻。由于MOS管栅源间有sio2绝缘层，输入电阻可达109～1015。 1.5 场效应管 BJT是一种电流控制器件(iB~ iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。 增强型 耗尽型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 FET分类： 绝缘栅场效应管 结型场效应管 场效应管（Field Effect Transistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS~ iD) ，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。 FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。 N 基底 ：N型半导体 P P 两边是P区 G(栅极) S源极 D漏极 一、结构及工作原理 1.5.1 结型场效应管: 导电沟道 N P P G(栅极) S源极 D漏极 N沟道结型场效应管 D G S D G S P N N G(栅极) S源极 D漏极 P沟道结型场效应管 D G S D G S N P 耗尽层 VGG UGS VDD UDS ID + - 耗尽层 N P VGG UGS VDD UDS ID + - 工作原理 - + - + 二、JFET的特性曲线 图1.4.5 场效应管的输出特性 2. 转移特性曲线 低频跨导 1.4.2 绝缘栅场效应三极管 绝缘栅型场效应管 ( Metal Oxide Semiconductor FET)，简称MOSFET。分为： 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道 1.N沟道增强型MOS管 （1）结构 4个电极：漏极D， 源极S，栅极G和 衬底B。 符号： P型衬底 高参杂浓度的N型区 耗尽层 二氧化硅 （2）工作原理 再增加uGS→纵向电场↑ →将P区少子电子聚集到 P区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id。 ①栅源电压uGS的控制作用 定义：开启电压（ UT）——刚刚产生沟