1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.2PN結(jié)1.3半導(dǎo)體二極管1.6場(chǎng)效應(yīng)管1.5半導(dǎo)體三極管1.4特殊二極管—穩(wěn)壓管返回首頁1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.2PN結(jié)1.3半導(dǎo)體二極管11.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.2半導(dǎo)體的種類及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)：返回1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.23、摻雜特性：在純凈的半導(dǎo)體材料中，摻雜微量雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力大大增強(qiáng)。（可增加幾十萬至幾百萬倍）1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1、熱敏性：半導(dǎo)體受熱時(shí)，其導(dǎo)電能力增強(qiáng)。利用這種特性，有些對(duì)溫度反應(yīng)特別靈敏的半導(dǎo)體可做成熱電傳感器2、光敏性：半導(dǎo)體光照時(shí)，其導(dǎo)電能力增強(qiáng)。利用這種特性，有些對(duì)光特別敏感的半導(dǎo)體可做成各種光敏元件。

返回3、摻雜特性：在純凈的半導(dǎo)體材料中，摻雜微量雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力31.1.2半導(dǎo)體的種類及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)：1.種類半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體(空穴型）雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體（電子型）本征半導(dǎo)體1.1.2半導(dǎo)體的種類及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)：1.種類半導(dǎo)體P型半4價(jià)電子：最外層的電子受原子核的束縛最小，最為活躍，故稱之為價(jià)電子。

最外層有幾個(gè)價(jià)電子就叫幾價(jià)元素，半導(dǎo)體材料硅和鍺都是四價(jià)元素。常用半導(dǎo)體材料硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)價(jià)電子：最外層的電子受原子核的束縛最小，最為活躍，故稱之為價(jià)5本征半導(dǎo)體——對(duì)半導(dǎo)體提純，使之成為單晶體結(jié)構(gòu)。這種純凈的晶體叫本征半導(dǎo)體。晶體管就是由此而來的。2.

半導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電方式：SiSiSiSiSiSi共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)—每個(gè)價(jià)電子為兩個(gè)相鄰原子核所共有。l

內(nèi)部結(jié)構(gòu)：本征半導(dǎo)體——對(duì)半導(dǎo)體提純，使之成為單晶體結(jié)構(gòu)。這種純凈的晶6本征激發(fā)——價(jià)電子獲得一定的能量后掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子的現(xiàn)象叫本征激發(fā)。SiSiSiSiSiSi自由電子——當(dāng)溫度升高時(shí)，一些價(jià)電子獲得一定的能量后，掙脫共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子。空穴:留下的空位自由電子數(shù)=空穴數(shù)自由電子和空穴統(tǒng)稱為載流子本征半導(dǎo)體的特點(diǎn)本征激發(fā)——價(jià)電子獲得一定的能量后掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電7

l

導(dǎo)電方式SiSiSiSiSiSi電子電流空穴電流共價(jià)健中的價(jià)電子在外電場(chǎng)的力的作用下掙脫共價(jià)鍵的束縛，沿與外電場(chǎng)方向相反方向填補(bǔ)空穴，就好像空穴沿與外電場(chǎng)方向相同的方向作定向運(yùn)動(dòng)，形成電流，這個(gè)電流稱為空穴電流。

外電場(chǎng)所以，本征半導(dǎo)體中有兩種電流：電子電流和空穴電流，他們的方向一致，總電流為電子電流與空穴電流之和。在半導(dǎo)體上加電場(chǎng)時(shí)

l

導(dǎo)電方式SiSiSiSiSiSi電子電流空穴電流共8

本征半導(dǎo)體中電流的大小取決于自由電子和空穴的數(shù)量，數(shù)量越多，電流越大。即本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與載流子的數(shù)量有關(guān)，而當(dāng)光照和加熱時(shí)，載流子的數(shù)量都會(huì)增加，這就說明了光敏性和熱敏性。動(dòng)畫1-1本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性動(dòng)畫1-2空穴的運(yùn)動(dòng)本征半導(dǎo)體中電流的大小取決于自由電子和空穴的數(shù)量，數(shù)9——在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，可形成

N型半導(dǎo)體,也稱電子型半導(dǎo)體。3

雜質(zhì)半導(dǎo)體：N型半導(dǎo)體（電子型半導(dǎo)體）——在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，可形成N型半導(dǎo)10SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiP熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子摻雜磷產(chǎn)生的自由電子摻雜磷產(chǎn)生的自由電子數(shù)〉〉熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子數(shù)N型半導(dǎo)體中自由電子數(shù)〉〉空穴數(shù)自由電子數(shù)為N型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子，空穴數(shù)為N型半導(dǎo)體的少數(shù)載流子因五價(jià)雜質(zhì)原子中四個(gè)價(jià)電子與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，多余的一個(gè)價(jià)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiP熱激發(fā)產(chǎn)生的自11N型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiP空間電荷多子N型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiP空間電荷多子12SiSiSiSiSiBl

P型半導(dǎo)體：往本征半導(dǎo)體中摻雜三價(jià)雜質(zhì)硼形成的雜質(zhì)半導(dǎo)體,P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成；電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。因而也稱為受主雜質(zhì)。SiSiSiSiSiBl

P型半導(dǎo)體：往本征半導(dǎo)體中摻雜三13SiSiSiSiSiB熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴摻雜磷產(chǎn)生的空穴自由電子為P型半導(dǎo)體的少數(shù)載流子，空穴為P型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子摻雜硼產(chǎn)生的空穴數(shù)>>熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴數(shù)P型半導(dǎo)體中空穴數(shù)>>自由電子數(shù)SiSiSiSiSiB熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴摻雜磷產(chǎn)生的空穴自由電14P型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiBP型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiB15摻入雜質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響。一些典型的數(shù)據(jù)如下:

T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度:

n=p=1.4×1010/cm3

摻雜后N型半導(dǎo)體中的自由電子濃度:n=5×1016/cm3本征硅的原子濃度:4.96×1022/cm3

以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm34

雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響

返回?fù)饺腚s質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響。一些典型的數(shù)據(jù)如下16

在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。此時(shí)將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程:PN++++++內(nèi)電場(chǎng)PN++++++1.2PN結(jié)1PN結(jié)的形成在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N17因濃度差多子產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

(PN)

形成空間電荷區(qū)

(NP)

形成內(nèi)電場(chǎng)(NP)

阻止多子擴(kuò)散促使少子漂移動(dòng)態(tài)平衡

動(dòng)畫1-3PN節(jié)的形成因濃度差多子產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

(PN)

形成空間電荷區(qū)

(N18２PN結(jié)的特性——單向?qū)щ娦援?dāng)外加電壓時(shí)，PN結(jié)就會(huì)顯示單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦裕篜N結(jié)加反向電壓時(shí)，截止。規(guī)定：P區(qū)接電源正，N區(qū)接電源負(fù)為PN結(jié)加正向電壓N區(qū)接電源正，P區(qū)接電源負(fù)為PN結(jié)加反向電壓PN結(jié)加正向電壓時(shí)，導(dǎo)通。PN++++++內(nèi)電場(chǎng)２PN結(jié)的特性——單向?qū)щ娦援?dāng)外加電壓時(shí)，PN結(jié)就會(huì)顯示單19

(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

PN結(jié)加正向電壓時(shí)，外加的正向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相反，削弱了內(nèi)電場(chǎng)。于是,內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響，PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。其理想模型：開關(guān)閉合內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)

動(dòng)畫1-4PN結(jié)正偏(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況PN結(jié)加正向電20

(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

外加的反向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相同，加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)。內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。此時(shí)PN結(jié)區(qū)的少子在內(nèi)電場(chǎng)的作用下形成的漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流，由于漂移電流是少子形成的電流，故反向電流非常小，PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性。PN結(jié)加反向電壓時(shí)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)

動(dòng)畫1-5PN結(jié)反偏(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況外加的反向電21

在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。

PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的22PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況圖01.07PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電233PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)具有一定的電容效應(yīng)，它由兩方面的因素決定。

一是勢(shì)壘電容CB

二是擴(kuò)散電容CD

3PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)具有一定的電容效應(yīng)，它由24

(1)勢(shì)壘電容CB

勢(shì)壘電容是由空間電荷區(qū)的離子薄層形成的。當(dāng)外加電壓使PN結(jié)上壓降發(fā)生變化時(shí)，離子薄層的厚度也相應(yīng)地隨之改變，這相當(dāng)PN結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量也隨之變化，猶如電容的充放電。圖01.09勢(shì)壘電容示意圖(1)勢(shì)壘電容CB勢(shì)壘電容是由空間電荷區(qū)的離子25

擴(kuò)散電容是由多子擴(kuò)散后，在PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成的。因PN結(jié)正偏時(shí)，由N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的電子，與外電源提供的空穴相復(fù)合，形成正向電流。剛擴(kuò)散過來的電子就堆積在P區(qū)內(nèi)緊靠PN結(jié)的附近，形成一定的多子濃度梯度。(2)擴(kuò)散電容CD

反之，由P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)的空穴，在N區(qū)內(nèi)也形成類似的濃度梯度分布曲線。擴(kuò)散電容是由多子擴(kuò)散后，在PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成26擴(kuò)散電容示意圖

當(dāng)外加正向電壓不同時(shí)，擴(kuò)散電流即外電路電流的大小也就不同。所以PN結(jié)兩側(cè)堆積的多子的濃度梯度分布也不同，這就相當(dāng)電容的充放電過程。勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容均是非線性電容。返回?cái)U(kuò)散電容示意圖當(dāng)外加正向電壓返回271.3半導(dǎo)體二極管1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型1.3.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線1.3.3半導(dǎo)體二極管的參數(shù)1.3.4半導(dǎo)體二極管的溫度特性1.3.5半導(dǎo)體二極管的型號(hào)1.3.5例題1.3半導(dǎo)體二極管1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型1.3.281.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型

在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。它們的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。(1)點(diǎn)接觸型二極管—

PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(a)點(diǎn)接觸型結(jié)構(gòu)圖1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型在PN結(jié)上加上引線29(c)平面型結(jié)構(gòu)圖(3)平面型二極管—

往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2)面接觸型二極管—PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型結(jié)構(gòu)圖返回(c)平面型結(jié)構(gòu)圖(3)平面型二極管—往往用于301.3.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線

半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線如圖01.12所示。處于第一象限的是正向伏安特性曲線，處于第三象限的是反向伏安特性曲線。1.3.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線半導(dǎo)體31

式中IS為反向飽和電流，V為二極管兩端的電壓降，VT=kT/q

稱為溫度的電壓當(dāng)量，k為玻耳茲曼常數(shù)，q

為電子電荷量，T為熱力學(xué)溫度。對(duì)于室溫（相當(dāng)T=300K），則有VT=26mV。根據(jù)理論推導(dǎo)，二極管的伏安特性曲線可用下式表示式中IS為反向飽和電流，V為二極管兩端的電壓降，32(1)正向特性硅二極管的死區(qū)電壓約為：Vth=0.5V左右，鍺二極管的死區(qū)電壓約為：Vth=0.1V左右。

當(dāng)0＜V＜Vth時(shí)，正向電流為零，Vth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓，管子截止。

當(dāng)V＞0即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：

當(dāng)V＞Vth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。管子導(dǎo)通。(1)正向特性硅二極管的死區(qū)電壓約為：Vth=033(2)反向特性當(dāng)V＜0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：

當(dāng)VBR＜V＜0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流IS

，IS

≈0。管子截止。

當(dāng)V≥VBR時(shí)，反向電流急劇增加，管子擊穿。VBR稱為反向擊穿電壓。(2)反向特性當(dāng)V＜0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分34

從擊穿的機(jī)理上看，硅二極管若|VBR|≥7V時(shí),主要是雪崩擊穿；若|VBR|≤4V時(shí),則主要是齊納擊穿。當(dāng)在4V～7V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度系數(shù)點(diǎn)。

在反向區(qū)，硅二極管和鍺二極管的特性有所不同。

硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡，反向飽和電流也很?。绘N二極管的反向擊穿特性比較軟，過渡比較圓滑，反向飽和電流較大。

返回從擊穿的機(jī)理上看，硅二極管若|VBR|≥7V時(shí),主要351.3.3半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)主要參數(shù)極限參數(shù)：使器件損壞的參數(shù)特征參數(shù)：使器件的某個(gè)特性消失的參數(shù)1.3.3半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)主要參數(shù)極限參數(shù)：使器件損361.最大整流電流

在測(cè)試溫度下，二極管允許通過的最大平均電流2.最大反向峰值電壓二極管允許承受的最大反向電流3.反向電流在室溫下，二極管未擊穿時(shí)的反向電流4.反向恢復(fù)時(shí)間

二極管上電壓從正向電壓變?yōu)榉聪螂妷核钑r(shí)間。返回1.最大整流電流在測(cè)試溫度下，二極管允許通過的最大平371.3.4半導(dǎo)體二極管的溫度特性

溫度對(duì)二極管的性能有較大的影響，溫度升高時(shí)，反向電流將呈指數(shù)規(guī)律增加，如硅二極管溫度每增加8℃，反向電流將約增加一倍；鍺二極管溫度每增加2℃，反向電流大約增加一倍。

另外，溫度升高時(shí)，二極管的正向壓降將減小，每增加1℃，正向壓降VF(VD)大約減小2mV，即具有負(fù)的溫度系數(shù)。這些可以從圖01.13所示二極管的伏安特性曲線上看出。返回1.3.4半導(dǎo)體二極管的溫度特性溫度對(duì)二極管的381.3.5半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：1.3.5半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名39半導(dǎo)體二極管圖片半導(dǎo)體二極管圖片40半導(dǎo)體二極管圖片半導(dǎo)體二極管圖片41半導(dǎo)體二極管圖片返回半導(dǎo)體二極管圖片返回42

二極管的單向?qū)щ娦詰?yīng)用很廣，可用于：檢波、整流、限幅、鉗位、開關(guān)、元件保護(hù)等。例1：設(shè)二極管得導(dǎo)通電壓為0.6V，求VO-6V-12V解：D導(dǎo)通，VO=-6.6V1.2.5應(yīng)用二極管的單向?qū)щ娦詰?yīng)用很廣，可用于：檢波、整流、限幅43例2：設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓忽略，已知vi=Asinwt(V)，畫出vO的波形。tvitvo例2：設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓忽略，已知vi=Asinwt(V)，44例3：設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓忽略，已知vi=10sinwt(V)，E=5V，畫vo的波形。tvi10v5vtvo5v例3：設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓忽略，已知vi=10sinwt(V)45

例4：電路如下圖，已知v=10sin(t)(V)，E=5V，試畫出vo的波形解：例4：電路如下圖，已知v=10sin(t)(V)，E=46例5：VA=3V,VB=0V，求VF

(二極管的導(dǎo)通電壓忽略)返回例5：VA=3V,VB=0V，求VF(二極管的導(dǎo)通電壓忽471.4特殊的二極管——穩(wěn)壓二極管1.4特殊的二極管48

穩(wěn)壓二極管是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極管。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與硅二極管的伏安特性曲線完全一樣，穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的反向區(qū)、符號(hào)和典型應(yīng)用電路如圖所示。一、穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線及穩(wěn)壓原理：(a)符號(hào)(b)伏安特性(c)應(yīng)用電路(c)(a)(b)穩(wěn)壓二極管是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極管。穩(wěn)49從穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線上可以確定穩(wěn)壓二極管的參數(shù)

(1)穩(wěn)定電壓VZ

——(2)

動(dòng)態(tài)電阻rZ_---

在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。

其概念與一般二極管的動(dòng)態(tài)電阻相同，只不過穩(wěn)壓二極管的動(dòng)態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。

rZ=VZ/IZ二、主要參數(shù)從穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線上可以確定穩(wěn)壓二極管的參數(shù)(1)50

(3)最大耗散功率

PZM

——

穩(wěn)壓管的最大功率損耗取決于PN結(jié)的面積和散熱等條件。反向工作時(shí)PN結(jié)的功率損耗為

PZ=VZIZ，由

PZM和VZ可以決定IZmax。

(4)最大穩(wěn)定工作電流

IZmax

和最小穩(wěn)定工作電流IZmin

—————

穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定工作電流取決于最大耗散功率，即PZmax=VZIZmax。而Izmin對(duì)應(yīng)VZmin。若IZ＜IZmin則不能穩(wěn)壓。(3)最大耗散功率PZM——穩(wěn)壓管的51(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——VZ

溫度的變化將使VZ改變，在穩(wěn)壓管中當(dāng)VZ＞7

V時(shí)，VZ具有正溫度系數(shù)，反向擊穿是雪崩擊穿。當(dāng)VZ＜4

V時(shí)，VZ具有負(fù)溫度系數(shù)，反向擊穿是齊納擊穿。當(dāng)4

V＜VZ

＜7

V時(shí)，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數(shù)。這樣的穩(wěn)壓二極管可以作為標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓管使用。(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——VZ溫度的變化將使VZ52穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用一是起限流作用，以保護(hù)穩(wěn)壓管；其次是當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。53三、應(yīng)用例1：電路如圖，求流過穩(wěn)壓管的電流IZ，R是否合適？解：故，R是合適的。三、應(yīng)用例1：電路如圖，求流過穩(wěn)壓管的電流IZ，R是否合適？54例2：電路如圖，IZmax=50mA，R=0.15KΩ,

VI

=24V,IZ=5mA,VZ=12V，問當(dāng)RL=0.2KΩ

時(shí)，電路能否穩(wěn)定，為什么？當(dāng)RL

=0.8KΩ

時(shí)，電路能否穩(wěn)定，為什么？解：例2：電路如圖，IZmax=50mA，R=0.15KΩ,V55例3、電路如圖，VI=12V，VZ=6V，R=0.15KΩ

，IZ=5mA，IZMAX=30mA,問保證電路正常工作時(shí)RL

的取值范圍解：END例3、電路如圖，VI=12V，VZ=6V，R=0.1556例：已知u=10sin(t)V

,UZ=+6V,IZ=10mA，

Izmax=30mA,畫出uo的波形，并求限流電阻R的最小值。例：已知u=10sin(t)V,UZ=+6V,IZ=571.5半導(dǎo)體三極管1.5半導(dǎo)體三極管582022/11/261半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

2半導(dǎo)體三極管電流的分配與控制

3半導(dǎo)體三極管的電流關(guān)系

4半導(dǎo)體三極管的特性曲線

5半導(dǎo)體三極管的參數(shù)

6半導(dǎo)體三極管的型號(hào)END2022/11/261半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)END59半導(dǎo)體三極管是由兩種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件，它由兩個(gè)PN結(jié)組合而成，是一種電流控制電流器件。1）半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)1半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)半導(dǎo)體三極管是由兩種載流子參1）半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)1半602022/11/26

雙極型半導(dǎo)體三極管有兩種類型:NPN型和PNP型。其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。e-b間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)(Je)c-b間的PN結(jié)稱為集電結(jié)(Jc)

中間部分稱為基區(qū)，連上電極稱為基極，用B或b表示（Base）；

一側(cè)稱為發(fā)射區(qū)，電極稱為發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）；

另一側(cè)稱為集電區(qū)和集電極，用C或c表示（Collector）。2022/11/26雙極型半導(dǎo)體三極管有兩種類型:61

雙極型三極管的符號(hào)在圖的下方給出，發(fā)射極的箭頭代表發(fā)射極電流的實(shí)際方向。從外表上看兩個(gè)N區(qū),(或兩個(gè)P區(qū))是對(duì)稱的，實(shí)際上發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大，集電區(qū)摻雜濃度低，且集電結(jié)面積大。基區(qū)要制造得很薄，其厚度一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米。雙極型三極管的符號(hào)在圖的下方給出，發(fā)射極的箭頭代表622）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基區(qū)很薄，摻雜濃度很低集電結(jié)面積大，集電區(qū)摻雜濃度低發(fā)射區(qū)摻雜濃度高返回2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基區(qū)很薄，摻雜濃度很低返回632半導(dǎo)體三極管的電流分配與控制半導(dǎo)體三極管工作在放大工作狀態(tài)時(shí)一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷海喊l(fā)射結(jié)加正向電壓集電結(jié)加反向電壓2半導(dǎo)體三極管的電流分配與控制半導(dǎo)體三極管工作在放大工作狀64

發(fā)射結(jié)加正偏時(shí)，從發(fā)射區(qū)將有大量的電子向基區(qū)擴(kuò)散，進(jìn)入基區(qū)的電子流因基區(qū)的空穴濃度低，被復(fù)合的機(jī)會(huì)較少。又因基區(qū)很薄，在集電結(jié)反偏電壓的作用下，電子在基區(qū)停留的時(shí)間很短，很快就運(yùn)動(dòng)到了集電結(jié)的邊上，進(jìn)入集電結(jié)的結(jié)電場(chǎng)區(qū)域，被集電極所收集，形成集電極電流ICE。

從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，但其數(shù)量小，形成的電流為IBE。這是因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)的摻雜濃度?；鶇^(qū)和集電區(qū)的少子在集電結(jié)的作用下，產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，形成電流ICBO

EB

ECNNPECB

ICE

ICBO

IBE以

NPN型三極管的放大狀態(tài)為例來說明三極管內(nèi)部的電流關(guān)系發(fā)射結(jié)加正偏時(shí)，從發(fā)射區(qū)將有大量的電子向基區(qū)擴(kuò)散，進(jìn)入65

EB

ECNNPECB

ICE

ICBO

IBE

IB

IE

IC(1)(2)(3)(4)(2)+(3):由(1)得:上式代入（2）式：由(3)得:代入上式：動(dòng)畫EBECNNPECBICEICBOIBEIBI66

由以上分析可知，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)很薄，是保證三極管能夠?qū)崿F(xiàn)電流放大的關(guān)鍵。若兩個(gè)PN結(jié)對(duì)接，相當(dāng)基區(qū)很厚，所以沒有電流放大作用，基區(qū)從厚變薄，兩個(gè)PN結(jié)演變?yōu)槿龢O管，這是量變引起質(zhì)變的又一個(gè)實(shí)例。由以上分析可知，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)很薄，是保證三67問題1：除了從三極管的電流分配關(guān)系可以證明IE=IC+IB。還可以通過什么方法加以說明？返回問題1：除了從三極管的電流分配關(guān)系可以返回683半導(dǎo)體三極管的電流關(guān)系(1)三種組態(tài)三極管有三個(gè)電極，其中兩個(gè)可以作為輸入,兩個(gè)可以作為輸出，這樣必然有一個(gè)電極是公共電極。三種接法也稱三種組態(tài)，見圖02.03。

共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示;

共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示。共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；圖02.03三極管的三種組態(tài)返回3半導(dǎo)體三極管的電流關(guān)系(1)三種組態(tài)共集電極接法692022/11/264半導(dǎo)體三極管的特性曲線iB是輸入電流，vBE是輸入電壓。iC是輸出電流，vCE是輸出電壓。

輸入特性曲線——

iB=f(vBE)

vCE=const

輸出特性曲線——

iC=f(vCE)

iB=const本節(jié)介紹共發(fā)射極接法三極管的特性曲線，即2022/11/264半導(dǎo)體三極管的特性曲線iB是輸入電流70

簡(jiǎn)單地看，輸入特性曲線類似于發(fā)射結(jié)的伏安特性曲線，現(xiàn)討論iB和vBE之間的函數(shù)關(guān)系。因?yàn)橛屑娊Y(jié)電壓的影響，它與一個(gè)單獨(dú)的PN結(jié)的伏安特性曲線不同。為了排除vCE的影響，在討論輸入特性曲線時(shí)，應(yīng)使vCE=const(常數(shù))。(1)輸入特性曲線簡(jiǎn)單地看，輸入特性曲線類似于發(fā)射結(jié)的伏安特性曲線，71

共發(fā)射極接法的輸入特性曲線見下圖。其中vCE=0V的那一條相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向特性曲線。當(dāng)vCE≥1V時(shí)，vCB=vCE-vBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電子，且基區(qū)復(fù)合減少，IC/IB

增大，特性曲線將向右稍微移動(dòng)一些。但vCE再增加時(shí)，曲線右移很不明顯。曲線的右移是三極管內(nèi)部反饋所致，右移不明顯說明內(nèi)部反饋很小。輸入特性曲線的分區(qū)：

①死區(qū)②非線性區(qū)

③線性區(qū)

共發(fā)射極接法的輸入特性曲線見下圖。其中vCE=0V的72(2)輸出特性曲線

共發(fā)射極接法的輸出特性曲線如圖所示，它是以iB為參變量的一族特性曲線?，F(xiàn)以其中任何一條加以說明，當(dāng)vCE=0V時(shí)，因集電極無收集作用，iC=0。當(dāng)vCE稍增大時(shí)，發(fā)射結(jié)雖處于正向電壓之下，但集電結(jié)反偏電壓很小，如

vCE<1V

vBE=0.7V

vCB=vCE-vBE=<0.7V集電區(qū)收集電子的能力很弱，iC主要由vCE決定。

動(dòng)畫1-7三極管輸出特性(2)輸出特性曲線共發(fā)射極接法的輸出特性曲線如圖所示，73

當(dāng)vCE增加到使集電結(jié)反偏電壓較大時(shí)，如

vCE≥1

V

vBE≥0.7

V運(yùn)動(dòng)到集電結(jié)的電子基本上都可以被集電區(qū)收集，此后vCE再增加，電流也沒有明顯的增加，特性曲線進(jìn)入與vCE軸基本平行的區(qū)域(這與輸入特性曲線隨vCE增大而右移的圖02.06共發(fā)射極接法輸出特性曲線原因是一致的)。

當(dāng)vCE增加到使集電結(jié)反偏電壓較大時(shí)，如74

輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)——iC受vCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)vCE的數(shù)值較小，一般vCE＜0.7

V(硅管)。又叫飽和導(dǎo)通，即發(fā)射極和極電集近似開關(guān)閉合，此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。截止區(qū)——iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射極和極電集近似開關(guān)斷開。放大區(qū)——iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，電壓大于0.7

V左右(硅管)。輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)——iC受75例1：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖

03.09所示，試判斷三極管的工作狀。

圖03.09三極管工作狀態(tài)判斷

放大截止飽和例1：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖圖03.09三極76例2：用數(shù)字電壓表測(cè)得VB=4.5

V、VE=3.8

V、VC=8

V，試判斷三極管的工作狀態(tài)。圖03.10例3.2電路圖返回例2：用數(shù)字電壓表測(cè)得VB=4.5V、VE=3.775半導(dǎo)體三極管的參數(shù)(1)特征參數(shù)

1>共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IBvCE=const半導(dǎo)體三極管的參數(shù)分為:

特征參數(shù)極限參數(shù)5半導(dǎo)體三極管的參數(shù)半導(dǎo)體三極管的參數(shù)分為:78

在放大區(qū)基本不變。在共發(fā)射極輸出特性曲線上，通過垂直于X軸的直線(vCE=const)來求取IC/IB

，如圖02.07所示。在IC較小時(shí)和IC較大時(shí)，會(huì)有所減小，這一關(guān)系見圖02.08。圖02.08值與IC的關(guān)系圖02.07在輸出特性曲線上決定在放大區(qū)基本不變。在共發(fā)射極輸出特性圖02.0879=IC/IBvCE=const在放大區(qū)值基本不變，可在共射接法輸出特性曲線上，通過垂直于X軸的直線求取IC/IB。或在圖02.08上通過求某一點(diǎn)的斜率得到。具體方法如圖所示。

在輸出特性曲線上求β2>共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)=IC/IBvCE=const在放大區(qū)值基本不變80當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)，≈、≈，可以不加區(qū)分。4>特征頻率fT

三極管的值不僅與工作電流有關(guān)，而且與工作頻率有關(guān)。由于結(jié)電容的影響，當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí)，三極管的將會(huì)下降。當(dāng)下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為特征頻率，用fT表示。3>共基極交流電流放大系數(shù)αα=IC/IE

VCB=const當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)，≈、≈，可以不加區(qū)分。481

<2>集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO

ICEO和ICBO有如下關(guān)系

ICEO=（1+）ICBO

相當(dāng)基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極間的反向飽和電流，即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對(duì)應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值。<1>集電極基極間反向飽和電流ICBO

ICBO的下標(biāo)CB代表集電極和基極，O是Open的字頭，代表第三個(gè)電極E開路。它相當(dāng)于集電結(jié)的反向飽和電流。5>極間反向電流<2>集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO<182圖02.09ICEO在輸出特性曲線上的位置圖02.09ICEO在輸出特性曲線上的位置83

(3)極限參數(shù)

①集電極最大允許電流ICM

如圖02.08所示，當(dāng)集電極電流增加時(shí)，就要下降，當(dāng)值下降到線性放大區(qū)值的70～30％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。至于值下降多少，不同型號(hào)的三極管，不同的廠家的規(guī)定有所差別。可見，當(dāng)IC＞ICM時(shí)，并不表示三極管會(huì)損壞。

(3)極限參數(shù)

①集電極最大允許電流ICM84②集電極最大允許功率損耗PCM集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗，

PCM=ICVCB≈ICVCE，因發(fā)射結(jié)正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集電結(jié)上。在計(jì)算時(shí)往往用VCE取代VCB。②集電極最大允許功率損耗PCM集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的85③集電極發(fā)射極最大反向電壓V(BR)CEOV(BR)CEO——基極開路時(shí)的集電極穿透電壓。

③集電極發(fā)射極最大反向電壓V(BR)CEOV(BR)CEO—86

由PCM、ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)，見圖02.12。由PCM、ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線872022/11/266半導(dǎo)體三極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體三極管的命名如下:3

D

G

110B

第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低頻小功率管、D低頻大功率管、

G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關(guān)管用字母表示材料用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號(hào)的序號(hào)用字母表示同一型號(hào)中的不同規(guī)格三極管2022/11/266半導(dǎo)體三極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體三882022/11/26

表02.01三極管的參數(shù)

參

數(shù)型

號(hào)

PCMmWICMmAVR

CBOVVR

CEO

VVR

EBO

VIC

BO

μAf

T

MHz3AX31D1251252012≤6*≥83BX31C1251254024≤6*≥83CG101C10030450.11003DG123C5005040300.353DD101D5A5A3002504≤2mA3DK100B100302515≤0.13003DKG23250W30A4003258注：*為f

2022/11/26表02.01三極管的參數(shù)89半導(dǎo)體三極管圖片半導(dǎo)體三極管圖片90半導(dǎo)體三極管圖片返回半導(dǎo)體三極管圖片返回911.6場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體三極管1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及分類2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)三極管的工作原理3結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管4伏安特性曲線5場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)和型號(hào)6雙極型和場(chǎng)效應(yīng)型三極管的比較返回1.6場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體三極管1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及分類返回92場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及分類1）壓控器件：輸入電壓控制輸出電流的半導(dǎo)體器件。3）抗輻射能力強(qiáng)：因?yàn)槭菃螛O型器件（由一種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件）2）輸入阻抗高4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于集成場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及分類1）壓控器件：輸入電931）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管JFET

(JunctiontypeFieldEffectTransister)

2）絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)三極管IGFET(InsulatedGateFieldEffectTransister)IGFET也稱金屬氧化物半導(dǎo)體三極管MOSFET

（MetalOxideSemiconductorFET）場(chǎng)效應(yīng)管的分類及符號(hào)

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)三極管（MOSFET）分為

增強(qiáng)型

N溝道、P溝道

耗盡型

N溝道、P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管JFET又分為

N溝道、P溝道1）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管JFET2）絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)三極管IGFE94符號(hào)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

P溝道N溝道絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道D(Drain)為漏極，相當(dāng)cG(Gate)為柵極，相當(dāng)bS(Source)為源極，相當(dāng)e符號(hào)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管P溝道N溝道絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N95

在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。P型半導(dǎo)體稱為襯底，用符號(hào)B表示。(1)N溝道增強(qiáng)型MOSFETN溝道增強(qiáng)型MOSFET基本上是一種左右對(duì)稱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在P型半導(dǎo)體上生成一層SiO2

薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出兩個(gè)電極，一個(gè)是漏極D，一個(gè)是源極S。2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)三極管的工作原理

①結(jié)構(gòu)

在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G96

當(dāng)柵極加有電壓時(shí)，若0＜VGS＜VGS(th)時(shí)，通過柵極和襯底間的電容作用，將靠近柵極下方的P型半導(dǎo)體中的空穴向下方排斥，出現(xiàn)了一薄層負(fù)離子的耗盡層。耗盡層中的少子將向表層運(yùn)動(dòng)，但數(shù)量有限，不足以形成溝道，將漏極和源極溝通，所以不可能形成漏極電流ID。a．柵源電壓VGS的控制作用

當(dāng)VGS=0V時(shí)，漏源之間相當(dāng)兩個(gè)背靠背的二極管，在D、S之間加上電壓不會(huì)在D、S間形成電流。②工作原理當(dāng)柵極加有電壓時(shí)，若0＜VGS＜VGS(th)時(shí)97

進(jìn)一步增加VGS，當(dāng)VGS＞VGS(th)時(shí)（VGS(th)

稱為開啟電壓)，由于此時(shí)的柵極電壓已經(jīng)比較強(qiáng)，在靠近柵極下方的P型半導(dǎo)體表層中聚集較多的電子，可以形成溝道，將漏極和源極溝通。如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。在柵極下方形成的導(dǎo)電溝道中的電子，因與P型半導(dǎo)體的載流子空穴極性相反，故稱為反型層。

隨著VGS的繼續(xù)增加，ID將不斷增加。在VGS=0V時(shí)ID=0，只有當(dāng)VGS＞VGS(th)后才會(huì)出現(xiàn)漏極電流，這種MOS管稱為增強(qiáng)型MOS管(動(dòng)畫2-4）進(jìn)一步增加VGS，當(dāng)VGS＞VGS(th)隨98

轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。gm

的量綱為mA/V，所以gm也稱為跨導(dǎo)。跨導(dǎo)的定義式如下

gm=ID/VGSVDS=const(單位mS)VGS對(duì)漏極電流的控制關(guān)系可用

ID=f(VGS)VDS=const

這一曲線稱為轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流99b．漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的控制作用

當(dāng)VGS＞VGS(th)，且固定為某一值時(shí)，來分析漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的影響。VDS的不同變化對(duì)溝道的影響如圖所示。根據(jù)此圖可以有如下關(guān)系

VDS=VDG＋VGS

=－VGD＋VGS

VGD=VGS－VDS

當(dāng)VDS為0或較小時(shí)，相當(dāng)VGS＞VGS(th)，溝道分布如圖，此時(shí)VDS

基本均勻降落在溝道中，溝道呈斜線分布。漏源電壓VDS對(duì)溝道的影響(動(dòng)畫2-5)b．漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的控制作用當(dāng)VG100

當(dāng)VDS增加到使VGS=VGS(th)時(shí)，溝道如圖(b)所示。這相當(dāng)于VDS增加使漏極處溝道縮減到剛剛開啟的情況稱為預(yù)夾斷。

當(dāng)VDS增加到VGSVGS(th)時(shí)，溝道如圖(c)所示。此時(shí)預(yù)夾斷區(qū)域加長(zhǎng)，伸向S極。VDS增加的部分基本降落在隨之加長(zhǎng)的夾斷溝道上，ID基本趨于不變。當(dāng)VDS增加到使VGS=VGS(th)時(shí)，溝道如圖(101漏極輸出特性曲線

當(dāng)VGS＞VGS(th)，且固定為某一值時(shí)，VDS對(duì)ID的影響，即ID=f(VDS)VGS=const這一關(guān)系曲線如下圖所示。這一曲線稱為漏極輸出特性曲線。漏極輸出特性曲線當(dāng)VGS＞VGS(th)，且固定為某102(2)N溝道耗盡型MOSFET

當(dāng)VGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。VGS＜0時(shí)，隨著VGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。對(duì)應(yīng)ID=0的VGS稱為夾斷電壓，用符號(hào)VGS(off)表示，有時(shí)也用VP表示。N溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖所示，它是SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)VGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)在感應(yīng)出反型層，在漏源之間形成了溝道。于是只要有漏源電壓，就有漏極電流存在(2)N溝道耗盡型MOSFET當(dāng)VGS＞0時(shí)，將103N溝道耗盡型MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線N溝道耗盡型MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線104

(3)P溝道耗盡型MOSFET

P溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。(3)P溝道耗盡型MOSFETP溝道MOSFET的工作原1053結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET的結(jié)構(gòu)與MOSFET相似，工作機(jī)理則相同。JFET的結(jié)構(gòu)如圖所示，它是在N型半導(dǎo)體硅片的兩側(cè)各制造一個(gè)PN結(jié)，形成兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道的結(jié)構(gòu)。一個(gè)P區(qū)即為柵極，N型硅的一端是漏極，另一端是源極。

(1)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的結(jié)構(gòu)(動(dòng)畫2-8）3結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET的結(jié)構(gòu)與MOSFET相似106

(2)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的工作原理

根據(jù)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的結(jié)構(gòu)，因它沒有絕緣層，只能工作在反偏的條件下，對(duì)于N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管只能工作在負(fù)柵壓區(qū)，P溝道的只能工作在正柵壓區(qū)，否則將會(huì)出現(xiàn)柵流?，F(xiàn)以N溝道為例說明其工作原理。(2)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的工作原理根據(jù)結(jié)型場(chǎng)效107①柵源電壓對(duì)溝道的控制作用

當(dāng)VGS=0時(shí)，在漏、源之間加有一定電壓時(shí)，在漏、源間將形成多子的漂移運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生漏極電流。當(dāng)VGS＜0時(shí)，PN結(jié)反偏，形成耗盡層，漏、源間的溝道將變窄，ID將減小，VGS繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄，ID繼續(xù)減小直至為0。當(dāng)漏極電流為零時(shí)所對(duì)應(yīng)的柵源電壓VGS稱為夾斷電壓VGS(off)。這一過程如圖所示。（動(dòng)畫2-9）①柵源電壓對(duì)溝道的控制作用當(dāng)VGS=0時(shí)，在漏108②漏源電壓對(duì)溝道的控制作用

當(dāng)VDS增加到使VGD=VGS-VDS=VGS(off)時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷，如圖(b)所示。當(dāng)VDS繼續(xù)增加，漏極處的夾斷繼續(xù)向源極方向生長(zhǎng)延長(zhǎng)。以上過程與絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)三極管的十分相似。

在柵極加上電壓，且VGS＞VGS(off)，若漏源電壓VDS從零開始增加，則VGD=VGS-VDS將隨之減小。使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從左至右呈楔形分布，如圖(a)（動(dòng)畫2-9）②漏源電壓對(duì)溝道的控制作用當(dāng)VDS增加到使VG109(3)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線JFET的特性曲線有兩條，一是轉(zhuǎn)移特性曲線，二是輸出特性曲線。它與MOSFET的特性曲線基本相同，只不過MOSFET的柵壓可正、可負(fù)，而結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的柵壓只能是P溝道的為正或N溝道的為負(fù)。JFET的特性曲線如下頁圖所示。(3)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線JFET的特性曲線有兩條，一110(a)漏極輸出特性曲線(b)轉(zhuǎn)移特性曲線N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線動(dòng)畫（2-6）

動(dòng)畫（2-7）(a)漏極輸出特性曲線(b)轉(zhuǎn)移1114伏安特性曲線場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線類型比較多，根據(jù)導(dǎo)電溝道的不同，以及是增強(qiáng)型還是耗盡型可有四種轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，其電壓和電流方向也有所不同。如果按統(tǒng)一規(guī)定正方向，特性曲線就要畫在不同的象限。為了便于繪制，將P溝道管子的正方向反過來設(shè)定。有關(guān)曲線繪于圖02.18之中。4伏安特性曲線場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線類型比較多，根據(jù)導(dǎo)電溝112各類場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型P溝道增強(qiáng)型各類場(chǎng)效應(yīng)三極管的特性曲線絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管NP113絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

N溝道耗盡型P

溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管NP114結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

N溝道耗盡型P溝道耗盡型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管NP1155場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)和型號(hào)(1)場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)

①開啟電壓VGS(th)(或VT)

開啟電壓是MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，柵源電壓小于開啟電壓的絕對(duì)值,場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通。

②夾斷電壓VGS(off)(或VP)

夾斷電壓是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)VGS=VGS(off)時(shí),漏極電流為零。③飽和漏極電流IDSS

耗盡型場(chǎng)效應(yīng)三極管,當(dāng)VGS=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。5場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)和型號(hào)(1)場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)②116

④輸入電阻RGS

場(chǎng)效應(yīng)三極管的柵源輸入電阻的典型值，對(duì)于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管，反偏時(shí)RGS約大于107Ω，對(duì)于絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)三極管,RGS約是109～1015Ω。

⑤低頻跨導(dǎo)gm

低頻跨導(dǎo)反映了柵壓對(duì)漏極電流的控制作用，這一點(diǎn)與電子管的控制作用相似。gm可以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求取，單位是mS(毫西門子)。⑥最大漏極功耗PDM

最大漏極功耗可由PDM=VDSID決定，與雙極型三極管的PCM相當(dāng)。④輸入電阻RGS⑤低頻跨導(dǎo)gm⑥最大117

(2)場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào)

場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào),現(xiàn)行有兩種命名方法。其一是與雙極型三極管相同，第三位字母J代表結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，O代表絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型層是N溝道；C是N型硅P溝道。例如,3DJ6D是結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管，3DO6C是絕緣柵型N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管。

第二種命名方法是CS××#，CS代表場(chǎng)效應(yīng)管，××以數(shù)字代表型號(hào)的序號(hào)，#用字母代表同一型號(hào)中的不同規(guī)格。例如CS14A、CS45G等。(2)場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào)場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào),118幾種常用的場(chǎng)效應(yīng)三極管的主要參數(shù)見表場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)幾種常用的場(chǎng)效應(yīng)三極管的主要參數(shù)見表場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)119半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管圖片半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管圖片120半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管圖片半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管圖片1215雙極型和場(chǎng)效應(yīng)型三極管的比較雙極型三極管場(chǎng)效應(yīng)三極管結(jié)構(gòu)NPN型結(jié)型耗盡型N溝道P溝道 PNP型絕緣柵增強(qiáng)型N溝道P溝道絕緣柵耗盡型N溝道P溝道C與E一般不可倒置使用D與S有的型號(hào)可倒置使用載流子多子擴(kuò)散少子漂移多子漂移輸入量電流輸入電壓輸入控制電流控制電流源CCCS(β)電壓控制電流源VCCS(gm)5雙極型和場(chǎng)效應(yīng)型三極管的比較雙極型三極管場(chǎng)效應(yīng)三極管結(jié)構(gòu)122

雙極型三極管

場(chǎng)效應(yīng)三極管噪聲較大較小溫度特性受溫度影響較大較小，可有零溫度系數(shù)點(diǎn)輸入電阻幾十到幾千歐姆幾兆歐姆以上靜電影響不受靜電影響易受靜電影響集成工藝不易大規(guī)模集成適宜大規(guī)模和超大規(guī)模集成返回雙極型三極管123第1章結(jié)束返回首頁第1章結(jié)束返回首頁1241.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.2PN結(jié)1.3半導(dǎo)體二極管1.6場(chǎng)效應(yīng)管1.5半導(dǎo)體三極管1.4特殊二極管—穩(wěn)壓管返回首頁1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.2PN結(jié)1.3半導(dǎo)體二極管1251.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.2半導(dǎo)體的種類及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)：返回1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1.1.1263、摻雜特性：在純凈的半導(dǎo)體材料中，摻雜微量雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力大大增強(qiáng)。（可增加幾十萬至幾百萬倍）1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1、熱敏性：半導(dǎo)體受熱時(shí)，其導(dǎo)電能力增強(qiáng)。利用這種特性，有些對(duì)溫度反應(yīng)特別靈敏的半導(dǎo)體可做成熱電傳感器2、光敏性：半導(dǎo)體光照時(shí)，其導(dǎo)電能力增強(qiáng)。利用這種特性，有些對(duì)光特別敏感的半導(dǎo)體可做成各種光敏元件。

返回3、摻雜特性：在純凈的半導(dǎo)體材料中，摻雜微量雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力1271.1.2半導(dǎo)體的種類及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)：1.種類半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體(空穴型）雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體（電子型）本征半導(dǎo)體1.1.2半導(dǎo)體的種類及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)：1.種類半導(dǎo)體P型半128價(jià)電子：最外層的電子受原子核的束縛最小，最為活躍，故稱之為價(jià)電子。

最外層有幾個(gè)價(jià)電子就叫幾價(jià)元素，半導(dǎo)體材料硅和鍺都是四價(jià)元素。常用半導(dǎo)體材料硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)價(jià)電子：最外層的電子受原子核的束縛最小，最為活躍，故稱之為價(jià)129本征半導(dǎo)體——對(duì)半導(dǎo)體提純，使之成為單晶體結(jié)構(gòu)。這種純凈的晶體叫本征半導(dǎo)體。晶體管就是由此而來的。2.

半導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電方式：SiSiSiSiSiSi共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)—每個(gè)價(jià)電子為兩個(gè)相鄰原子核所共有。l

內(nèi)部結(jié)構(gòu)：本征半導(dǎo)體——對(duì)半導(dǎo)體提純，使之成為單晶體結(jié)構(gòu)。這種純凈的晶130本征激發(fā)——價(jià)電子獲得一定的能量后掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子的現(xiàn)象叫本征激發(fā)。SiSiSiSiSiSi自由電子——當(dāng)溫度升高時(shí)，一些價(jià)電子獲得一定的能量后，掙脫共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子?？昭?留下的空位自由電子數(shù)=空穴數(shù)自由電子和空穴統(tǒng)稱為載流子本征半導(dǎo)體的特點(diǎn)本征激發(fā)——價(jià)電子獲得一定的能量后掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電131

l

導(dǎo)電方式SiSiSiSiSiSi電子電流空穴電流共價(jià)健中的價(jià)電子在外電場(chǎng)的力的作用下掙脫共價(jià)鍵的束縛，沿與外電場(chǎng)方向相反方向填補(bǔ)空穴，就好像空穴沿與外電場(chǎng)方向相同的方向作定向運(yùn)動(dòng)，形成電流，這個(gè)電流稱為空穴電流。

外電場(chǎng)所以，本征半導(dǎo)體中有兩種電流：電子電流和空穴電流，他們的方向一致，總電流為電子電流與空穴電流之和。在半導(dǎo)體上加電場(chǎng)時(shí)

l

導(dǎo)電方式SiSiSiSiSiSi電子電流空穴電流共132

本征半導(dǎo)體中電流的大小取決于自由電子和空穴的數(shù)量，數(shù)量越多，電流越大。即本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與載流子的數(shù)量有關(guān)，而當(dāng)光照和加熱時(shí)，載流子的數(shù)量都會(huì)增加，這就說明了光敏性和熱敏性。動(dòng)畫1-1本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性動(dòng)畫1-2空穴的運(yùn)動(dòng)本征半導(dǎo)體中電流的大小取決于自由電子和空穴的數(shù)量，數(shù)133——在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，可形成

N型半導(dǎo)體,也稱電子型半導(dǎo)體。3

雜質(zhì)半導(dǎo)體：N型半導(dǎo)體（電子型半導(dǎo)體）——在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，可形成N型半導(dǎo)134SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiP熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子摻雜磷產(chǎn)生的自由電子摻雜磷產(chǎn)生的自由電子數(shù)〉〉熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子數(shù)N型半導(dǎo)體中自由電子數(shù)〉〉空穴數(shù)自由電子數(shù)為N型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子，空穴數(shù)為N型半導(dǎo)體的少數(shù)載流子因五價(jià)雜質(zhì)原子中四個(gè)價(jià)電子與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，多余的一個(gè)價(jià)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiP熱激發(fā)產(chǎn)生的自135N型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiP空間電荷多子N型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiP空間電荷多子136SiSiSiSiSiBl

P型半導(dǎo)體：往本征半導(dǎo)體中摻雜三價(jià)雜質(zhì)硼形成的雜質(zhì)半導(dǎo)體,P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成；電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。因而也稱為受主雜質(zhì)。SiSiSiSiSiBl

P型半導(dǎo)體：往本征半導(dǎo)體中摻雜三137SiSiSiSiSiB熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴摻雜磷產(chǎn)生的空穴自由電子為P型半導(dǎo)體的少數(shù)載流子，空穴為P型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子摻雜硼產(chǎn)生的空穴數(shù)>>熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴數(shù)P型半導(dǎo)體中空穴數(shù)>>自由電子數(shù)SiSiSiSiSiB熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴摻雜磷產(chǎn)生的空穴自由電138P型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiBP型半導(dǎo)體簡(jiǎn)化圖SiSiSiSiSiB139摻入雜質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響。一些典型的數(shù)據(jù)如下:

T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度:

n=p=1.4×1010/cm3

摻雜后N型半導(dǎo)體中的自由電子濃度:n=5×1016/cm3本征硅的原子濃度:4.96×1022/cm3

以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm34

雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響

返回?fù)饺腚s質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響。一些典型的數(shù)據(jù)如下140

在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。此時(shí)將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程:PN++++++內(nèi)電場(chǎng)PN++++++1.2PN結(jié)1PN結(jié)的形成在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N141因濃度差多子產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

(PN)

形成空間電荷區(qū)

(NP)

形成內(nèi)電場(chǎng)(NP)

阻止多子擴(kuò)散促使少子漂移動(dòng)態(tài)平衡

動(dòng)畫1-3PN節(jié)的形成因濃度差多子產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

(PN)

形成空間電荷區(qū)

(N142２PN結(jié)的特性——單向?qū)щ娦援?dāng)外加電壓時(shí)，PN結(jié)就會(huì)顯示單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦裕篜N結(jié)加反向電壓時(shí)，截止。規(guī)定：P區(qū)接電源正，N區(qū)接電源負(fù)為PN結(jié)加正向電壓N區(qū)接電源正，P區(qū)接電源負(fù)為PN結(jié)加反向電壓PN結(jié)加正向電壓時(shí)，導(dǎo)通。PN++++++內(nèi)電場(chǎng)２PN結(jié)的特性——單向?qū)щ娦援?dāng)外加電壓時(shí)，PN結(jié)就會(huì)顯示單143

(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

PN結(jié)加正向電壓時(shí)，外加的正向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相反，削弱了內(nèi)電場(chǎng)。于是,內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響，PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。其理想模型：開關(guān)閉合內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)

動(dòng)畫1-4PN結(jié)正偏(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況PN結(jié)加正向電144

(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

外加的反向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相同，加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)。內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。此時(shí)PN結(jié)區(qū)的少子在內(nèi)電場(chǎng)的作用下形成的漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流，由于漂移電流是少子形成的電流，故反向電流非常小，PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性。PN結(jié)加反向電壓時(shí)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)

動(dòng)畫1-5PN結(jié)反偏(2)PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況外加的反向電145

在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。

PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的146PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況圖01.07PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電1473PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)具有一定的電容效應(yīng)，它由兩方面的因素決定。

一是勢(shì)壘電容CB

二是擴(kuò)散電容CD

3PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)具有一定的電容效應(yīng)，它由148

(1)勢(shì)壘電容CB

勢(shì)壘電容是由空間電荷區(qū)的離子薄層形成的。當(dāng)外加電壓使PN結(jié)上壓降發(fā)生變化時(shí)，離子薄層的厚度也相應(yīng)地隨之改變，這相當(dāng)PN結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量也隨之變化，猶如電容的充放電。圖01.09勢(shì)壘電容示意圖(1)勢(shì)壘電容CB勢(shì)壘電容是由空間電荷區(qū)的離子149

擴(kuò)散電容是由多子擴(kuò)散后，在PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成的。因PN結(jié)正偏時(shí)，由N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的電子，與外電源提供的空穴相復(fù)合，形成正向電流。剛擴(kuò)散過來的電子就堆積在P區(qū)內(nèi)緊靠PN結(jié)的附近，形成一定的多子濃度梯度。(2)擴(kuò)散電容CD

反之，由P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)的空穴，在N區(qū)內(nèi)也形成類似的濃度梯度分布曲線。擴(kuò)散電容是由多子擴(kuò)散后，在PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成150擴(kuò)散電容示意圖

當(dāng)外加正向電壓不同時(shí)，擴(kuò)散電流即外電路電流的大小也就不同。所以PN結(jié)兩側(cè)堆積的多子的濃度梯度分布也不同，這就相當(dāng)電容的充放電過程。勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容均是非線性電容。返回?cái)U(kuò)散電容示意圖當(dāng)外加正向電壓返回1511.3半導(dǎo)體二極管1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型1.3.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線1.3.3半導(dǎo)體二極管的參數(shù)1.3.4半導(dǎo)體二極管的溫度特性1.3.5半導(dǎo)體二極管的型號(hào)1.3.5例題1.3半導(dǎo)體二極管1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型1.3.1521.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型

在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。它們的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。(1)點(diǎn)接觸型二極管—

PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(a)點(diǎn)接觸型結(jié)構(gòu)圖1.3.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)類型在PN結(jié)上加上引線153(c)平面型結(jié)構(gòu)圖(3)平面型二極管—

往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可