[物理]前言和第1章常用半导体器件.ppt

模拟电子技术基础 绪 论 一、电子技术的发展 电子技术的发展，推动计算机技术的发展，使之随处可见 ，应用广泛！ 广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电话、手机 网络：路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器 工业：钢铁、石油化工、机加工、数控机床 交通：飞机、火车、轮船、汽车 军事：雷达、电子导航 航空航天：卫星定位、监测 医学：γ刀、CT、B超、微创手术 消费类电子：家电（空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照相机、电子表）、电子玩具、各类报警器、保安系统 电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展上。从电子管→半导体管→集成电路 半导体元器件的发展 1947年 贝尔实验室制成第一只晶体管 1958年 集成电路 1969年 大规模集成电路 1975年 超大规模集成电路 二、模拟信号与模拟电路 二、模拟信号与模拟电路 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程 六、课程的目的 1. 掌握基本概念、基本电路、基本方法和基本实验技能。 2. 具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，以及将所学知识用于本专业的能力。 七、学习要求 1. 会看：读图，定性分析 2. 会算：定量计算 第一章 常用半导体器件1.1 半导体基础知识 一、本征半导体 2、本征半导体的结构 2. P型半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电流方程 五、PN结的电容效应 五、PN结的电容效应 1.2 半导体二极管 一、二极管的常见结构和符号 二、二极管的伏安特性及电流方程 二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性 从二极管的伏安特性可以反映出：  1. 单向导电性 四、二极管的等效电路 1. 将伏安特性折线化 2. 微变等效电路 五、稳压二极管 讨论  判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压。 1.3 晶体三极管 一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的电流放大原理 晶体管的电流分配 共基电流放大系数 五、温度对晶体管特性的影响 例1.3.1：测得某电路中4只NPN型晶体管的直流电位如图所示，Uon均为为0.5V。判断其工作状态。 1.4 场效应管 1.4.1 结型场效应管 1. uDS=0，uGS对导电沟道宽度的控制作用 2.uDS对漏极电流的影响 二、结型场效应管的特性曲线 2. 转移特性 工作原理 uGS＞UGS（th）时，uDS对iD的影响 N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件： 二、N 沟道耗尽型MOS管 N 沟道MOS管的特性 3. 场效应管的分类工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性 例：图示电路中场效应管T的输出特性如图所示。试分析uI为0V、8V和10V三种情况下uo分别为多少？ 例：图示电路中场效应管T的输出特性如图所示。试分析uI为0V、8V和10V三种情况下uo分别为多少？ 例2：电路如图，场效应管的 。试问：为保证负载电阻上的电流为恒流RL 的取值范围应为多少？ 第一章 总结 沟道最宽 沟道变窄 沟道消失称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？ UGS（off） 一、结型场效应管的工作原理（以N沟道为例） uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。 预夹断 uGD＝UGS（off） VDD的增大，几乎全部用来克服夹断区的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。 场效应管工作在恒流区的条件是什么？ uGDUGS（off） uGDUGS（off） uGD＝ uGS - uDS 0≥uGS＞UGS（off）; uGD＜UGS（off）即 UDS＞uGS- uGS（off） UGS控制d-s间的等效电阻 预夹断轨迹，uGD＝UGS（off） 可变电阻区 恒 流 区 iD几乎仅决定于uGS 击 穿 区 夹断区（截止区） 夹断电压 IDSS ΔiD 不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。 低频跨导： 1.输出特性 夹断电压 漏极饱和电流 场效应管工作在恒流区时，转移特性曲线重叠为一条。 转移特性描述uGS对iD的控制作用 以上是以N沟道场效应管为例，P沟道场效应管特性是怎样的？ 1.4.2 绝缘栅型场效应管 一、N沟道增强型MOS管 S (Source)：源极 G (Gate)：栅极 D (Drain)：漏极 B (Substrate):衬底 金属层 氧化物层 半导体层 当加上D-S间是两个背向PN结串联，iD=0 工作原理 uGS越大，反型层（导电沟道）越厚，导电沟道电阻越小。 衬底 耗尽层 反型层（导电沟道） 刚形