[理学]第1章 电路和电路元件.ppt

1.6.1 基本结构和工作原理 类型： N沟道绝缘栅场效应管（NMOS） P沟道绝缘栅场效应管（PMOS） 增强型绝缘栅场效应管 耗尽型绝缘栅场效应管 1.基本结构 ◆耗尽型NMOS管结构 G — 栅极 S — 源极 D — 漏极 耗尽型 NMOS ◆ 耗尽型NMOS管结构 在二氧化硅绝缘层中掺入大量正离子，不加 在 区之间存在N型导电沟道。 ◆ 增强型NMOS管结构 在二氧化硅绝缘层中掺入少量正离子， 尚未形成导电沟道，只有加入足够大的 时才形成导电沟道。 增强型 NMOS P沟道MOS管的符号 增强型PMOS 耗尽型PMOS 2.工作原理 在D-S间外加电源，加于G-S间的电压 变 化时，漏极电流 变化。 — 电压控制型器件。 对耗尽型NMOS， 对增强型NMOS， 1.6.2 特性曲线和主要参数 1.特性曲线 输出特性： 转移特性： 耗尽型NMOS管的特性曲线 增强型MOS管的转移特性 NMOS管 PMOS管 2.主要参数 夹断电压 开启电压 饱和漏极电流 低频跨导 最大漏极电流 最大耗散功率 最大漏-源极击穿电压 栅源直流电阻 — 耗尽型MOS管参数 — 增强型MOS管参数 — 耗尽型MOS管参数 1.6.3 简化的小信号模型 栅源电阻很大，栅极电流 栅源电压控制漏极电流 ——电压控制电流源模型 * 支路：同一支路上的电流相等，为支路电流 每两个结点间的电压为支路电压 * 等效---对外电路等效 3.两种实际电源模型的等效互换 互换---实际电压源可变换为实际电流源， 实际电流源可变换为实际电压源 1.4 二极管 1.4.1 PN结及其单向导电性 1.4.2 二极管的特性和主要参数 1.4.3 二极管的工作点和理想特性 1.4.4 稳压二极管 1.4.5 发光二极管和光电二极管 1.半导体材料 物质分为导体、半导体、绝缘体，半导体是4价元素。 半导体材料的特点： 半导体的导电能力受光和热影响 T°↑ 导电能力↑ 光照↑导电能力 ↑ 纯净的半导体掺入杂质导电性会大大增强。 1.4.1 PN结及其单向导电性 +4 纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 本征半导体中的载流子 自由电子 (－) 空 穴 （+） 2. 本征半导体 空穴与电子成对出现并可以复合。 3. 杂质半导体 N型半导体 掺五价元素，如磷，自由电子数多于空穴数，自由电子数是多子。 P型半导体 掺三价元素，如硼， 空穴数多于自由电子数，空穴是多子。 4．扩散电流与漂移电流 载流子由于浓度差异而形成运动所产生的电流叫扩散电流。 在电场作用下，载流子定向运动而形成的电流叫漂移电流。 1. PN结的形成 扩散运动 空间电荷区 削弱内电场 漂移运动 内电场 动态平衡 － － － － － － － － － － － － － － － － P 内电场 电荷区空间 扩散运动 漂移运动 N 外电场方向与内电场方向相反 空间电荷区(耗尽层)变薄 扩散＞漂移 导通电流很大 ,呈低阻态 2. PN结的单向导电性 － － － － － － － － P N 内电场 外电场 加正向电压（正偏） P（+） N（－） － － － － － － － － 外电场与内电场相同 耗尽层加厚 漂移＞扩散 形成反向电流IR，很小。呈高阻态 N － － － － － － － － － － － － － － － － P 内电场 外电场 加反向电压（反偏）P（－） N（+） PN结正偏，导通；PN结反偏，截止 1.4.2 二极管的特性和主要参数 二极管：一个PN结，两个电极--阳极、阴极 1.二极管的伏安特性 ——二极管两湍的电压与流 过的电流之间的关系曲线 ● 正向特性 死区——电压小，基本不 导通。死区电压：硅管0.4 ~0.5V 锗管约0.1V 1.二极管的伏安特性 非线性区——开始导通，电流小 ● 正向特性 导通区——近似线性，导通压降： 硅管0.6~0.7V 锗管0.2~0.3V ● 反向特性 正常工作区——截止—— 反向电流很小 反向击穿区——反向电压过大，反向击穿 2.二极管的主要参数 最大正向电流 最高反向工作电压 反向电流 最高工作频率 1.4.3 二极管的工作点和理想特性 二极管的工作点 静态电阻 动态电阻 通常，同一工作点， 不