1、學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的作用,這門功課是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)硬件等電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)。,計(jì)算機(jī)（MP3、MP4）,數(shù)字電路,電視機(jī)、手機(jī)、攝像機(jī),模擬（數(shù)字）電路,數(shù)字電路、模擬電路,半導(dǎo)體電路,半導(dǎo)體電路,二極管,三極管,場效應(yīng)管,集成電路,電子技術(shù)基礎(chǔ)教案,第1章 常用半導(dǎo)體器件,主要內(nèi)容： 半導(dǎo)體基本知識 晶體二極管 晶體三極管 場效應(yīng)管,重點(diǎn)： 符號 主要參數(shù) 伏安特性,難點(diǎn)： 半導(dǎo)體基本知識、PN結(jié)概念 晶體二極管、三極管的伏安特性,本次課的內(nèi)容講完第一章,第1章 常用半導(dǎo)體器件,半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物體稱為半導(dǎo)體（例如硅、鍺、氧化物等）,物質(zhì)按照導(dǎo)電性,導(dǎo) 體：導(dǎo)電性能良好的物

2、體稱為導(dǎo)體（例如銅、鐵等）。,絕緣體：幾乎不導(dǎo)電的物體稱為絕緣體（如橡膠、陶瓷等）。,1.1 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能： 半導(dǎo)體的電阻率隨著溫度的升高而下降，即溫度升高，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力受摻入雜質(zhì)的影響顯著，即在半導(dǎo)體材料中摻入微量雜質(zhì)（特定的元素），電阻率下降，導(dǎo)電能力增強(qiáng)。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。下面將詳細(xì)講述半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識,半導(dǎo)體具有溫度、光敏以及摻雜特性,常用的半導(dǎo)體材料有硅（元素符號為Si）和鍺（元素符號為Ge）兩種。 純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。因?yàn)榘雽?dǎo)體的原子結(jié)構(gòu)是晶體結(jié)構(gòu)，所以又稱為晶體。 用半導(dǎo)體材料做成的二極管、三極管又

3、稱為晶體二極管、晶體三極管。,1、本征半導(dǎo)體,幾個(gè)名詞,半導(dǎo)體硅元素和鍺元素的單個(gè)原子都是4價(jià)元素，其原子結(jié)構(gòu)為相對穩(wěn)定的共價(jià)健結(jié)構(gòu)。所以在室溫下有少數(shù)的價(jià)電子可以從原子的熱運(yùn)動(dòng)中獲得能量，掙脫共價(jià)健的束縛，成為帶負(fù)電荷的自由電子；在原來的位置上留下一個(gè)帶正電荷的空位，這個(gè)空位稱為空穴。在本征半導(dǎo)體中自由電子和空穴是成對出現(xiàn)的稱為電子空穴對。在外加電壓的作用下，電子和空穴都參與導(dǎo)電，所以電子和空穴都稱為載流子。兩種載流子所帶的電量相等、極性相反，對外不顯電性。自由電子與空穴相遇時(shí)也會(huì)中和，稱為復(fù)合。 常溫下本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力差，要提高它的導(dǎo)電能力，必須摻入微量的雜質(zhì)（特定元素），這就是雜質(zhì)半導(dǎo)

4、體。,半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)（原子物理）,硅 14鍺 32,硅的原子結(jié)構(gòu),最內(nèi)層2個(gè)電子,第二層8個(gè)電子,第三層4個(gè)電子,共價(jià)鍵：價(jià)電子共有化運(yùn)動(dòng)，價(jià)電子不同于自由電子，不能導(dǎo)電。,2、雜質(zhì)半導(dǎo)體,摻入雜質(zhì)以后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體有兩種： N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體 。 （1）N型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體硅（或鍺）元素中摻入五價(jià)元素，例如磷，就可以得到N型半導(dǎo)體。 N型半導(dǎo)體中自由電子占大多數(shù)，稱為多數(shù)載流子；而空穴稱為少數(shù)載流子。 在外電場的作用下電流中主要部分是電子流。這種以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。 在硅元素中摻入五價(jià)元素，得到的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N型硅；在鍺元素中摻入五價(jià)元素，

5、得到的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N型鍺。,（2）P型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體硅（或鍺）元素中摻入三價(jià)元素，例如硼，就可以得到P型半導(dǎo)體。 在P型半導(dǎo)體中空穴占大多數(shù)，稱為多數(shù)載流子；而自由電子稱為少數(shù)載流子。在外電場的作用下電流中主要部分是空穴流。這種以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體。 如果在硅元素中摻入三價(jià)元素，得到的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為P型硅；如果在鍺元素中摻入三價(jià)元素，得到的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為P型鍺。,1、N型半導(dǎo)體,摻入五價(jià)元素（雜質(zhì)）雜質(zhì)電離 形成一個(gè)自由電子和不能移動(dòng)的正離子 N型半導(dǎo)體特征： 多數(shù)載流子自由電子 少數(shù)載流子空穴,3、PN結(jié),將N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體采用特殊的工藝結(jié)合在一起時(shí)，在其交界處

6、會(huì)形成一種特殊的阻擋層，這就是PN結(jié)。 PN結(jié)具有很重要的特性單向?qū)щ娦?。?shí)際電路中，PN結(jié)上總要加上一定的電壓，外加電壓的極性不同，導(dǎo)電性能差異很大。,（1）PN結(jié)的形成,PN結(jié)的空間電荷區(qū)存在電場，即有電位差，通常稱該電位差為內(nèi)建電位差或接觸電位差，其值約為零點(diǎn)幾伏,濃度差,多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),PN結(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)加正向電壓導(dǎo)通 P3,圖1-1 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?將PN結(jié)按照圖1-1（a）所示接上電源稱為加正向電壓，加正向電壓時(shí)阻擋層（PN結(jié)）變窄，電阻變小，電流增大，稱為PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。,PN結(jié)的單向?qū)щ娦?將PN結(jié)按照圖1-1（b）所示接上電源稱為加反向電壓，加反向電壓時(shí)阻擋層（

7、PN結(jié)）變寬，電阻變大，電流減小，稱為PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。,綜上所述，當(dāng)PN結(jié)加正向電壓時(shí)會(huì)導(dǎo)通，加反向電壓時(shí)會(huì)截止，這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?PN結(jié)加反向電壓截止,圖1-1 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?仿真,1.2 晶體二極管,1晶體二極管的結(jié)構(gòu),用外殼把一個(gè)PN結(jié)封裝起來，從P區(qū)和N區(qū)各引出一個(gè)電極，就組成一個(gè)晶體二極管，簡稱二極管，用VD表示。示意圖如圖1-2（a）所示。圖（b）是晶體二極管的電路符號。,圖1-2 晶體二極管,晶體二極管的分類,材 料,硅二極管,鍺二極管,用 途,整流二極管,檢波二極管,穩(wěn)壓二極管,開關(guān)二極管,光敏二極管,工 藝,點(diǎn)接觸,面接觸,平面型,2晶體二極管的伏安特性,

8、二極管兩端的電壓u（單位為伏）與電流i（單位為安）之間的變化規(guī)律稱為晶體二極管的伏安特性。通常用曲線來表示二極管的伏安特性，這條曲線稱為伏安特性曲線。伏安特性曲線可以通過實(shí)驗(yàn)的方法得到，測試電路如下圖1-3所示。,圖1-3 晶體二極管伏安特性測試,二極管特性曲線測試,用圖1-3（a）測試二極管的正向特性曲線 用圖1-4（b）測試二極管的反向特性曲線 電阻R為限流電阻，為防止因電路中的電流過大損壞二極管而設(shè)計(jì)。改變可調(diào)電阻RW的大小，可以得到不同的輸入電壓，每給定一個(gè)電壓值讀出相應(yīng)的電流值，把若干個(gè)這樣的測試結(jié)果用描點(diǎn)連線的方法作在同一個(gè)u-i平面上,就可以得到如圖1-4所示的晶體二極管的伏安特

9、性曲線。,圖1-4 晶體二極管伏安特性曲線,晶體二極管特性曲線,門限電壓,擊穿電壓,（1）正向特性 只有當(dāng)正向電壓超過某一數(shù)值時(shí)，才有明顯的正向電流，這個(gè)電壓數(shù)值稱為“門限電壓”或“死區(qū)電壓”用UT表示。對于硅管UT為0.60.8伏； 對于鍺管UT為0.20.3伏。一般情況下，從曲線近似直線部分作切線，切線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為UT。 隨著電壓u的增加，電流i按照指數(shù)的規(guī)律增加，當(dāng)電流較大時(shí)，電流隨著電壓的增加幾乎直線上升。 不論硅管還是鍺管，即使工作在最大允許電流，管子兩端的電壓降一般也不會(huì)超過1.5伏，這是晶體二極管的特殊結(jié)構(gòu)所決定的。,曲線分析,計(jì)算時(shí)取UD= 0.7V,（2）反向特性 反向

10、電流很小。而且相同溫度下，硅管比鍺管的反向電流更小。 反向擊穿之前，反向電流基本不隨反向電壓的變化而變化，所以這個(gè)電流稱為反向飽和電流。用IS表示。 反向飽和電流隨著溫度的上升而按照指數(shù)的規(guī)律增長。 （3）反向擊穿特性 當(dāng)反向電壓超過某一數(shù)值時(shí)，反向電流將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為擊穿現(xiàn)象。對應(yīng)于電流突變的這一點(diǎn)的電壓稱為反向擊穿電壓，用UB表示。,曲線分析,IS,3晶體二極管的主要參數(shù),（1）最大整流電流IF 允許流過二極管的平均電流的最大值。正常工作時(shí)二極管的電流ID應(yīng)該小于IF。 （2）最高反向工作電壓UR 允許加在二極管上反向電壓的最大值。一般情況下取UR為UB（反向擊穿電壓）的一半。 （

11、3）最高工作頻率fM 指二極管工作頻率的上限值。主要由PN結(jié)的電容決定。外加信號的頻率超過二極管的最高工作頻率時(shí)，二極管的單向?qū)щ娦阅軐⒉荒芎芎玫捏w現(xiàn)。,例題1:電路如圖所示。設(shè)Ui15V、R1.43K,求UD=?、 ID=?,解：已知二極管正偏時(shí)導(dǎo)通， 且導(dǎo)通電壓UD=0.7V,因?yàn)榱鬟^二極管的電流為流過電阻的電流,電阻上的電壓為：,電阻上的電流為：,例題2:電路如圖所示。設(shè)Ui15V、R1.43K,求ID=?，UD=?,解：已知二極管反偏不導(dǎo)通，相當(dāng)于開路。所以流過二極管的電流為0。 因此：ID=0,1.3 晶體三極管,1晶體三極管的結(jié)構(gòu),在一片半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)PN結(jié)，就有兩個(gè)N型區(qū)域

12、，一個(gè)P型區(qū)域（或者兩個(gè)P型區(qū)，一個(gè)N型區(qū)），從三個(gè)區(qū)各引出一根導(dǎo)線，作為三個(gè)電極就組成一個(gè)晶體三極管。 圖1-5是晶體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖（a）為NPN型晶體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號；圖（b）是PNP型晶體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號。電路中晶體三極管用VT表示。,圖1-5 晶體三極管結(jié)構(gòu)及其符號,作業(yè)： P13：11，17,無論 PNP型還是NPN型晶體三極管引腳都有相同的名稱： 晶體三極管中間的區(qū)域?yàn)榛鶇^(qū)，兩邊的分別為發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。三個(gè)電極分別稱為： 基 極：（Base）用 b 表示 發(fā)射極：（ Emitter ）用 e 表示 集電極：（ Collector ）用 c 表示

13、發(fā)射極與基極之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)（簡稱e結(jié)）；集電極與基極之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)（簡稱c結(jié)）。,集電結(jié),發(fā)射結(jié),集電結(jié),發(fā)射結(jié),基極b Base,集電極c Collector,發(fā)射極e Emitter,NPN型,PNP型,晶體管的分類,材料,硅管,鍺管,結(jié)構(gòu),NPN,PNP,不論是硅管還是鍺管都有NPN型和PNP型,用途,放大管,開關(guān)管,頻率,低頻管,高頻管,功率,小功率管,中功率管,大功率管,2晶體三極管的放大原理,晶體三極管具有放大作用，因此常用它組成放大電路。放大電路框圖如圖1-6所示。在輸入端加上一個(gè)小信號ui，在輸出端可以得到比較大的信號uo。,圖1-6 放大電路框圖,三極管的三種

14、連接方法,晶體三極管只有三個(gè)電極，用它組成放大電路時(shí)，一個(gè)電極作為輸入端，一個(gè)電極作為輸出端，剩下的一個(gè)電極作為輸入、輸出的公共端，所以用三極管組成放大器時(shí)就有三種接法。如圖1-7所示。,圖1-7 三極管的三種連接方法,（1）晶體三極管具有放大作用的條件,要使三極管能夠放大，必須滿足一定的外部條件： 發(fā)射結(jié)加一個(gè)正向電壓，習(xí)慣上稱為正向偏置。 P端電位大于N端電位。 給集電結(jié)加一個(gè)反向電壓，習(xí)慣上稱為反向偏置。 P端電位小于N端電位。,1-8（a） NPN管放大電路 1-8（b） PNP管放大電路,圖1-8 晶體三極管放大的條件,三極管放大的條件,基極b Base,集電極c Collector

15、,發(fā)射極e Emitter,NPN型,圖1-8 晶體三極管放大的條件,三極管放大的條件,基極b Base,集電極c Collector,發(fā)射極e Emitter,NPN型,NPN型管 Uc Ub Ue,（2）晶體三極管中的電流分配關(guān)系,三極管制作完成以后，基區(qū)的寬度與各區(qū)載流子的濃度就確定了，因此發(fā)射極電流 IE、基極電流IB與集電極電流IC的關(guān)系也被確定下來。 發(fā)射極電流傳輸?shù)郊姌O的電流分量與基極電流分量的比值，稱為共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)，用表示。,當(dāng)發(fā)射結(jié)兩端的電壓變化時(shí)IB就要變化，IC也要隨之變化，因此IC的變化量與IB的變化量之比稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，用表示，即IC/IB

16、。由于 和數(shù)值上相近，一般情況下不予嚴(yán)格區(qū)分，晶體管手冊上都以給出,或?qū)懗?在圖1-8所示的各電流的參考方向下， IEICIB；ICIB 這就是三極管的電流分配關(guān)系。,不論是那一種連接方法，不論是NPN管還是PNP管，電流分配關(guān)系都是相同的。,圖1-8 晶體三極管放大的條件,3晶體三極管的伏安特性,晶體三極管的伏安特性有輸入特性和輸出特性兩組。三極管的連接方法不同，特性也有所不同，以共發(fā)射極為例說明。 （1）輸入特性 在UCE一定的條件下，輸入端基極電流iB與uBE之間的關(guān)系稱為輸入特性。通過實(shí)驗(yàn)的方法可以得到輸入特性曲線，如圖1-9所示。,圖1-9 三極管的輸入特性,按照圖1-9（a）連接電

17、路，固定一個(gè)UCE的值，每改變一次基極電阻可以得到一組電流、電壓數(shù)值，在ui平面上用描點(diǎn)連線的方法可以得到如圖1-9（b）所示的輸入特性曲線 。,UCE=0時(shí)，c、e短接，兩個(gè)PN結(jié)都正偏，相當(dāng)兩個(gè)二極管并聯(lián)輸入特性曲線與二極管的正向特性曲線相似。當(dāng)uBE大于門限電壓UT以后，iB隨著uBE的增加而增加。當(dāng)UCE0時(shí)，輸入特性曲線右移，而且非常接近。手冊上給出的是UCE1V的特性曲線。,晶體三極管的伏安特性,（2）輸出特性曲線,在一定的基極電流IB下，輸出回路中集電極電流iC與uCE之間的關(guān)系曲線稱為輸出特性曲線。按照圖1-10（a）連接電路，改變RB使IB為某一個(gè)固定的數(shù)值（例如20A）并保

18、持不變。逐漸增加VCC，測出一系列iC和uCE的值，描點(diǎn)連線即可以得到一條輸出特性曲線。改變RB重復(fù)上述過程，就可以得到如圖1-10（b）所示的一族曲線，這就是輸出特性曲線。,圖1-10 三極管的輸出特性,曲線分成三個(gè)區(qū)域：當(dāng)uCE較小時(shí)，曲線陡峭，這部分稱為飽和區(qū)。在飽和區(qū)，iB增加時(shí)iC變化不大，不同iB下的幾條曲線幾乎重合，表明iB對iC失去控制，呈現(xiàn)“飽和”現(xiàn)象。 一般情況下，把UCEUBE（C結(jié)零偏）的點(diǎn)連起來稱為臨界飽和線（圖中的虛線），臨界飽和線左邊的區(qū)域就是飽和區(qū)。,輸出特性曲線,飽和區(qū)的特點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏，三極管沒有放大作用。 電壓關(guān)系：UCUB,三極管的輸出特性,

19、中間比較平坦部分稱為放大區(qū)。 在放大區(qū)，iC隨著iB按倍成比例變化，晶體管具有電流放大作用。對輸入信號進(jìn)行放大就要使三極管工作在放大區(qū)。 放大區(qū)的特點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，iCiB。 IB0以下區(qū)域稱為截止區(qū)。電壓關(guān)系：UCUBUE,在截止區(qū)，UBEUT，IB0， ICICEO（這個(gè)電流從集電極直接穿過基極流向發(fā)射極的電流稱為穿透電流，它不受IB的控制） 截止區(qū)的特點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)都反偏，IB0，IC0 三極管沒有放大作用。 電壓關(guān)系：UCE=VCC,三個(gè)工作區(qū)的判斷(NPN),UBE,0.7V,UC UB : 放大 UC UB : 飽和,損壞,截止,-0.2V,0V,UC UB :

20、 飽和,截止,損壞,PNP型鍺,NPN型硅,坐標(biāo)記憶法判斷,4三極管的主要參數(shù) P8,（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù) 集電極電流的變化量與基極電流的變化量的比值，稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)。一般為幾十幾百不等?？梢杂脙x器測出，也可以由輸出特性曲線上求出。 （2）極間反向電流 ICBO：指發(fā)射極開路時(shí)，集電極與基極之間的反向電流。一定溫度下ICBO是一個(gè)常數(shù)，所以又稱為反向飽和電流 ICEO：是指基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的電流，又稱為穿透電流。 ICBO、ICEO是三極管噪聲的根源，所以希望ICBO、ICEO越小越好。,（3）極限參數(shù) 極限參數(shù)是指三極管正常工作時(shí)不能超過的值，否則有可能損壞

21、管子。 集電極最大允許電流ICM 集電極電流IC達(dá)到一定的數(shù)值以后會(huì)下降，當(dāng)下降到正常值的一半時(shí)，所允許的集電極電流稱為集電極最大允許電流。 集電極發(fā)射極反向擊穿電壓BUCEO BUCEO是指基極開路時(shí)，允許加在集電極與發(fā)射極之間的電壓的最大值。 集電極允許最大耗散功率PCM 正常工作時(shí)，IC流過集電結(jié)要消耗功率，而使三極管發(fā)熱，三極管達(dá)到一定溫度后，性能變差或者損壞。使用時(shí)應(yīng)該使集電極消耗的功率PCPCM,作業(yè)： P13 113，115,1.4場效應(yīng)管FET,1.4.1結(jié)型場效應(yīng)管 1結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu),圖1-11 結(jié)型場效應(yīng)管,（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu) （b）N溝道符號 （c）P溝道符號,如圖1-1

22、1（a）所示，在N型半導(dǎo)體的兩側(cè)分別擴(kuò)散一個(gè)P型區(qū)，形成兩個(gè)PN結(jié)，從兩個(gè)P區(qū)引出的電極稱為柵極（G：控制電極）；從N型半導(dǎo)體兩端引出的電極分別稱為源極（S：電子的發(fā)源處）和漏極（D：電子的泄漏處）。,場效應(yīng)管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理,中間的N型半導(dǎo)體是電子的通路，稱為導(dǎo)電溝道。由于導(dǎo)電溝道中流動(dòng)的是電子，所以稱為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管。,圖1-11（b）是N溝道結(jié)型場效應(yīng)管的電路符號。場效應(yīng)管與三極管一樣，具有放大作用。場效應(yīng)管的柵極相當(dāng)于雙極型三極管的基極、源極相當(dāng)于發(fā)射極、漏極相當(dāng)于集電極。所不同的是，場效應(yīng)管是用柵源電壓UGS控制漏極電流ID。,N溝道結(jié)型場效應(yīng)管電路符號,如果在P型半導(dǎo)體上擴(kuò)散

23、兩個(gè)N型區(qū)，形成兩個(gè)PN結(jié)，構(gòu)成P溝道結(jié)型場效應(yīng)管，電路符號如圖1-11（c）所示。N溝道結(jié)型場效應(yīng)管與NPN三極管對應(yīng)；P溝道結(jié)型場效應(yīng)管與PNP三級管對應(yīng)。,源極(Source)用S或s表示,漏極(Drain)用D或d表示,柵極(Grid)用G或g表示,按照圖1-12（a）連接電路，改變漏極電源電壓VDD給定漏極電源電壓UDS的值（例如4V）不變，改變柵源電壓uGS可以得到一系列iD的值，以uGS為橫坐標(biāo)，以iD為縱坐標(biāo)，得到的曲線稱為轉(zhuǎn)移特性曲線，表明輸入端的電壓對輸出端的電流的控制作用。如圖1-12（b）所示。圖中UGS0時(shí)的ID稱為飽和漏極電流，用IDSS表示。ID0時(shí)的電壓稱為夾斷

24、電壓，用UP表示。,圖1-12 結(jié)型場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性,輸入量與輸出量的關(guān)系曲線稱為轉(zhuǎn)移特性曲線,轉(zhuǎn)移特性曲線,2結(jié)型場效應(yīng)管的伏安特性,圖1-12 結(jié)型場效應(yīng)管的輸出特性,在柵源電壓UGS一定的情況下，改變uDS可以得到一系列的iD的值，以uDS為橫坐標(biāo)，以iD為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)連線，得到輸出特性曲線，如圖1-12（c）所示。,輸出特性曲線,2結(jié)型場效應(yīng)管的伏安特性,轉(zhuǎn)移特性與輸出特性的關(guān)系,曲線由四部分組成 接近縱軸虛線以左部分：稱為可變電阻區(qū)。當(dāng)uDS較小時(shí)，隨著uDS的增加iD也增加，相當(dāng)于可變電阻。 中間平坦部分：稱為恒流區(qū)。uDS增加到一定程度后iD幾乎不隨uDS的變化而變化，而是隨著

25、UGS的變化而變化。要放大交流信號管子就工作在這個(gè)區(qū)域。 曲線右邊上翹部分：稱為擊穿區(qū)。uDS增加到一定程度以后，再增加uDS ，會(huì)使PN結(jié)因電壓過大而擊穿，使電流急劇增加，稱為擊穿。 UGS UP（圖中UP 4V）以下的部分為截止區(qū)。,三個(gè)工作區(qū)的判斷,UGS UP時(shí)：,UGS UP時(shí)：截止區(qū),UP=UGS( of f ) 為書寫方便，很多教材用UP表示 ID0 時(shí)的UGS 電壓,設(shè)：UP=-4V, UGS=-3V, UDS=5V 判斷場效應(yīng)管的工作區(qū). UGS UP 不在截止區(qū) UGD=UGS-UDS =-3V-5V =-8V UGDUP工作在恒流區(qū),3結(jié)型場效應(yīng)管的主要參數(shù),（1）夾斷電

26、壓UP 當(dāng)漏源電壓為某一個(gè)固定的數(shù)值時(shí)，使漏極電流為零的柵源電壓稱為夾斷電壓。 （2）漏極飽和電流IDSS 當(dāng)UGS0時(shí)的ID稱為漏極飽和電流， （3）漏源擊穿電壓BUDS 當(dāng)UGS一定時(shí)，使漏極電流急劇增加的漏源電壓稱為漏源擊穿電壓。正常使用時(shí)漏源電壓應(yīng)該小于BUDS。,（4）低頻小信號跨導(dǎo)gm,gm的大小表示柵源電壓對漏極電流的控制能力，是放大作用的一個(gè)重要參數(shù)。 gm的單位：西門子（姆歐） 符號: S （在場效應(yīng)管一般在中毫西門子mS量級）,當(dāng)UDS一定時(shí)，漏極電流的變化量與柵源電壓的變化量之比稱為跨導(dǎo)，用gm表示。,1.4.2絕緣柵型場效應(yīng)管,1絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu),N溝道絕緣柵場效應(yīng)

27、管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-13（a）所示。,圖1-13 絕緣柵場效應(yīng)管,P溝道,N溝道,在結(jié)構(gòu)上：從上到下為金屬、氧化物、半導(dǎo)體，所以這種場效應(yīng)管稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS管。對于N溝道的MOS管稱為NMOS管，圖1-13（b）為電路符號。 如果在N型半導(dǎo)體基片，制作兩個(gè)P型區(qū)，可以得到P溝道的MOS，簡稱PMOS，電路符號如圖1-13（c）所示。 MOS管使用時(shí)從襯底也引出一個(gè)電極，與源極相連。,絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu),在一片P型半導(dǎo)體基片（稱為襯底）上用特殊工藝制作兩個(gè)N型區(qū)，在其上面生成一層二氧化硅絕緣層，再在其上噴涂一層金屬鋁，從金屬層和兩個(gè)N型區(qū)引出三個(gè)電極分別稱為柵極、源極和漏極。,絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu),絕緣柵場效應(yīng)管的工作原理,UGS：柵源電壓 UDS：漏源電壓 iD ：漏極電流 uT ：開啟電壓,2MOS管的伏安特性,以NMOS為例，按照圖1-14（a）連接電路。改變V