1、模擬電子線路,由春秋 辦公室：物理樓523 e-mail: 物理與光電工程學院,教 材: 模擬電子技術基礎簡明教程 楊素行主編 高等教育出版社,緒 論,電子技術的發(fā)展,1947年 貝爾實驗室制成第一只晶體管 1958年 出現集成電路 1969年 大規(guī)模集成電路 1975年 超大規(guī)模集成電路,第一片集成電路只有4個晶體管，而1997年一片集成電路中有40億個晶體管。有科學家預測，集成度還將按10倍/6年的速度增長，到2015或2020年達到飽和。,模擬信號與模擬電路,表示信息的非電物理量（如壓力、溫度等）很容易轉換為易于傳送和控制的電信號；,模擬信號：對于時間和數值均具有連續(xù)性；,數字信號：對于

2、時間和數值均具有離散性；,大多數物理量所轉換成的信號均為模擬信號,模擬信號與模擬電路,模擬電路：對模擬信號進行處理（放大）；,模擬電子技術課程內容,半導體器件； 處理電路：放大、運算、濾波、信號發(fā)生、電源； 模擬電路的分析方法； 各種電路在實際電子系統中應用；,課程特點,工程性,實踐性,常用電子儀器使用 電路測試方法 故障判斷與排除 EDA軟件的應用,強調定性分析 “估算”定量分析 解決主要問題 基本電路理論為支撐,學習方法及目標,掌握概念，適當擴展 重在理解，舉一反三 建立整體，由外及內 著眼關鍵，忽略次要 按部就班，靈活變通,電路分析（定性分析、定量計算） 電路設計（選擇電路形式、器件、確

3、定參數） 實踐綜合（調試儀器、測試方法、故障診斷）,第一章 半導體器件,1.1 半導體的特性,1.2 半導體二極管,1.3 雙極型三極管,1.4 場效應三極管,要求： 了解關于半導體的基本概念； 掌握二極管、三極管、場效應管的特點及特性； 能夠分析簡單的應用電路；,半導體二極管的單向導電作用,穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用,教學重點與難點,教學目的,了解各種半導體器件是構成模擬電路的基本元件,掌握半導體二極管和穩(wěn)壓管的伏安特性和主要參數,1.1 半導體的特性,半導體器件由各種半導體材料制成，如Si、Ge等。,一、本征半導體（導電能力很差）,二、雜質半導體（導電能力強）,根據物體導電能力(電阻率)的不同，

4、物體可劃分導體、絕緣體和半導體。 半導體的電阻率為10-3109 cm。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。它們的導電能力介于導體和絕緣體之間，并且會隨溫度、光照或摻入某些雜質而發(fā)生顯著變化。要理解這些特性，就必須從半導體的原子結構談起。,復習以前的知識,硅和鍺是四價元素，在原子最外層軌道上的四個電子稱為價電子。,原子的價電子分別與周圍的四個原子的價電子形成共價鍵。共價鍵中的價電子為這些原子所共有，并為它們所束縛，在空間形成排列有序的晶體。,一、本征半導體,純凈的、不含雜質的半導體,1、電子空穴對,當晶體處于熱力學溫度T=0K （t=-273)時，價電子的能量不足以掙脫共價鍵的束

5、縛，晶體中沒有自由電子，故半導體不導電。 當溫度升高或受到光的照射時，將有少數價電子獲得足夠的能量可以掙脫共價鍵的束縛成為自由電子。,自由電子產生的同時，在其原來的共價鍵中就留下一個空位，這種空位稱為空穴。將空穴看成帶正電的載流子。,這一現象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。,因熱激發(fā)而出現的自由電子和空穴是同時成對出現的，稱為電子空穴對。游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱為復合。本征激發(fā)和復合在一定溫度下會達到動態(tài)平衡。,2、空穴的運動,附近的價電子填補已存在的空穴，留下新的空穴，形成空穴運動。自由電子的定向運動形成電子電流，空穴的定向運動形成空穴電流，它們的運動方向相反，電流方向相同。,可見

6、半導體中存在兩種載流子：帶負電的自由電子和帶正電的空穴。 在本征半導體中兩種載流子總是成對地出現。 兩種載流子的濃度是相等的。濃度除與半導體材料有關，還與溫度有關，溫度升高，按指數規(guī)律增加。,二、雜質半導體,1、N型半導體（多數載流子是電子 ）,2、P型半導體（多數載流子是空穴 ）,在本征半導體中摻入某種特定的雜質,在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。,1、N型半導體,硅或鍺 +少量磷 N型半導體,電子是多子空穴是少子,因五價雜質原子中只有四個價電子能與周圍四個半導體原子中的價電子形成共價鍵，而多余的一個價電子因無共價鍵束縛，只受自身原子核吸引，束縛力比較弱，

7、在室溫下即可成為自由電子。,在N型半導體中自由電子是多數載流子,它主要由 雜質原子提供；空穴是少數載流子, 由熱激發(fā)形成。,提供自由電子的五價雜質原子因帶正電荷而成為 正離子，因此五價雜質原子也稱為施主原子。,在本征半導體中摻入少量五價雜質元素，如磷、銻、砷等，可形成 N型半導體,也稱電子型半導體。,2、P型半導體,硅或鍺 +少量硼 P型半導體,空穴是多子 電子是少子,因三價雜質原子在與硅原子形成共價鍵時，缺少一個價電子而在共價鍵中留下一個空穴。,P型半導體中空穴是多數載流子，主要由摻雜形成； 電子是少數載流子，由熱激發(fā)形成。,空穴很容易俘獲電子，使雜質原子成為負離子。三價雜質原子因而也稱為受

8、主原子。,在本征半導體中摻入少量三價雜質元素，如硼、鎵、銦等形成了P型半導體，也稱為空穴型半導體。,N或P型半導體從總體上看仍然保持著電中性，以后為簡單起見，通常只畫出其中的正離子和等量的自由電子來表示N型半導體，只畫出其中的負離子和等量的空穴來表示P型半導體。,3、半導體的簡化表示法,1.2 半導體二極管,PN結是構造半導體器件的基本單元。其中，最簡單的晶體二極管就是由PN結構成的。因此，討論PN結的特性實際上就是討論晶體二極管的特性。,擴散運動濃度差形成多數載流子的運動 （產生擴散電流）,在一塊本征半導體的兩側通過摻雜不同的雜質,分別形成P型和N型半導體。P區(qū)空穴多，N區(qū)電子多，在它們的界

9、面處存在空穴和電子的濃度差。P區(qū)空穴會向N區(qū)擴散，并在N區(qū)被電子復合。而N區(qū)電子會向P區(qū)擴散，并在P區(qū)被空穴復合。,一、PN結的形成,漂移運動少數載流子在電場作用下的定向運動 （產生漂移電流）,空穴和電子相遇復合而消失，剩下不能參加導電的正負離子形成空間電荷區(qū)。,內電場阻止多子繼續(xù)擴散，促進少子漂移運動,二、PN結的單向導電性,1、正向偏置（PN結上加一正向電壓）,外電場的方向與PN結內電場方向相反，結果使空間電荷區(qū)變窄，電位壁壘降低，有利擴散不利漂移，形成較大的電流,回路導通。,I,P,N,內電場,空間電荷區(qū)變窄,外電場,+ U -,R,大,2、反向偏置（PN結上加一反向電壓）,外電場的方向

10、與PN結內電場方向相同，結果使空間電荷區(qū)變寬，電位壁壘升高，不利擴散有利漂移，形成極小的電流,回路截止。,小,所以：PN結具有單向導電性,正向偏置電流較大，回路導通,反向偏置電流較小，回路截止,3、結論,三、半導體二極管,半導體二極管由一個PN結加上外殼和電極引線而構成,主要特點是具有單向導電性,1、半導體二極管的結構類型,二極管按結構分有點接觸型、面接觸型和平面型三大類。,(1) 點接觸型二極管,PN結面積小，結電容小， 用于檢波和整流等高頻電路。,(3) 平面型二極管,往往用于集成電路制造工 藝中。PN 結面積可大可小，用 于高頻整流和開關電路中。,(2) 面接觸型二極管,PN結面積大，用

11、于 工頻大電流整流電路。,2、二極管的伏安特性,式中IS 為反向飽和電流，U為二極管兩端的電壓降，UT=kT/q 稱為溫度的電壓當量，k為玻耳茲曼常數，q為電子電荷量，T為熱力學溫度。對于室溫（相當T=300K），則有UT=26mV。,二極管的伏安特性曲線可用下式表示：,(1) 正向特性,硅二極管的死區(qū)電壓Uth=0.5V左右， 鍺二極管的死區(qū)電壓Uth=0.1V左右。,當0UUth時，正向電流為零，Uth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。,當U0即處于正向特性區(qū)域。 正向區(qū)又分為兩段：,當UUth時，開始出現正向電流，并按指數規(guī)律增長。,(2) 反向特性,當U0時，即處于反向特性區(qū)域。 反向區(qū)也分兩個

12、區(qū)域：,當UBRU0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流IS 。,當UUBR時，反向電流急劇增加，UBR稱為反向擊穿電壓。,3、二極管的主要參數,最大整流電流IF：通過管子的最大正向平均電流,最大反向工作電壓UR：在實際工作時，最大反向工作電壓UR一般只按反向擊穿電壓UBR的一半計算。,反向電流IR：施加規(guī)定的反向電壓時流過管的反向電流。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極管在微安(A)級。,最高工作頻率fM：管允許的最高工作頻率。,正向壓降UF ：在規(guī)定的正向電流下，二極管的正向電壓降。小電流硅二極管的正向壓降在中等電流水平下，約0.60

13、.8V；鍺二極管約0.20.3V。,四、穩(wěn)壓管,穩(wěn)壓二極管是工作在反向擊穿區(qū)的特殊二極管，當反向電流有一個比較大的變化量時，相應的電壓變化量卻很小。利用這一特點可以實現穩(wěn)壓作用。,穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下,當工作電流IZ在Izmax和 Izmin之間時,其兩端電壓近似為常數,穩(wěn)壓管典型應用電路：,（1）穩(wěn)壓二極管在工作時應反接，以保證穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)。 （2）與負載電阻RL并聯。 （3）電路中串入一個限流電阻，以調節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流IZ 的大小，從而使穩(wěn)壓二極管起到穩(wěn)壓作用。,(1) 穩(wěn)定電壓UZ,(2) 動態(tài)內阻rZ,在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對應的反向工作電壓。,其概

14、念與一般二極管的動態(tài)內阻相同，只不過穩(wěn)壓二極管的動態(tài)內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 =UZ /IZ,穩(wěn)壓管的主要參數：,(3) 最大耗散功率 PZM,穩(wěn)壓管的最大功率損耗取決于PN結的面積和散熱等條件。反向工作時PN結的功率損耗為 PZ=UZIZ。,(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=UZIZmax 。而Izmin對應UZmin。若IZIZmin則不能穩(wěn)壓。,(5)穩(wěn)定電壓的溫度系數U,溫度的變化將使UZ改變，U表示當穩(wěn)壓管的電流保持不變時，環(huán)境溫度每變化1所引起

15、的穩(wěn)定電壓變化的百分比。 當UZ7V時，UZ具有正溫度系數，溫度升高，電壓增大。 當UZ4V時，UZ具有負溫度系數，溫度升高，電壓減小。 當4VUZ7V時，穩(wěn)壓管可以獲得接近零的溫度系數。電壓受溫度的影響較小，性能比較穩(wěn)定。,穩(wěn)壓管與一般半導體二極管的主要區(qū)別： (1)工作區(qū)域不同，二極管工作在正向特性區(qū)；穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)； (2)二極管反向擊穿電壓高，而穩(wěn)壓管反向擊穿電壓低； (3)用途不同，二極管用于整流、檢波，而穩(wěn)壓管用于穩(wěn)壓。,掌握半導體三極管的放大原理、特性曲線及主要參數。,了解場效應管的放大原理、特性曲線及主要參數。,教學目的,教學重點與難點,雙極型三極管的電流放大作用,場效

16、應三極管的特點,1.3 雙極型三極管,雙極型三極管（BJT）和場效應三極管（FET）是模擬電子電路中主要的放大器件。,雙極型三極管又稱半導體三極管、晶體管、簡稱為三極管。,雙極型三極管是由兩種載流子參與導電的半導體器件，它由兩個 PN 結組合而成，有NPN和PNP兩種類型,是一種CCCS器件。,一、三極管的結構,二、三極管載流子的運動和電流分配關系,三、三極管的特性曲線,四、三極管的主要參數,五、PNP型三極管,1、NPN型三極管的結構示意圖和符號,一、三極管的結構,2、PNP型三極管的結構示意圖和符號,三極管載流子的運動和電流分配關系,二、三極管載流子的運動和電流分配關系,內部結構條件發(fā)射區(qū)

17、高摻雜，多子濃度很高；基區(qū)很薄，低摻雜，多子濃度很低。,外部條件外加電源極性應使發(fā)射結正偏，集電結反偏。,1、三極管的放大條件,基區(qū)：較薄，摻雜濃度低,集電區(qū)：面積較大,發(fā)射區(qū)：摻 雜濃度較高,集電結,發(fā)射結,集電結反偏,發(fā)射結正偏,發(fā)射結加正偏時，從發(fā)射區(qū)將有大量的電子向基區(qū)擴散，形成的電流為IEN。,進入基區(qū)的電子流因基區(qū)的空穴濃度低，被復合的機會較少。在基區(qū)被復合的電子形成的電流是 IBN。,因基區(qū)很薄，在集電結反偏電壓的作用下，電子在基區(qū)停留的時間很短，很快就運動到了集電結的邊上，進入集電結的結電場區(qū)域，被集電極所收集，形成集電極電流ICN。,因集電結反偏，使集電結區(qū)的少子形成漂移電流

18、ICBO。,2、三極管載流子的運動,IE= IBN + ICN（ICNIBN ）,IC=ICN+ ICBO,IB= IBN ICBO,IE =IC+IB,3、三極管的電流分配關系,4、三極管的電流放大系數,共基直流電流放大系數,共射直流電流放大系數,所以 值小于1, 但接近1。（0.950.99),共射電流放大系數,共基電流放大系數,三極管伏安特性曲線是描述三極管各極電流與極間電壓關系的曲線，它對于了解三極管的導電特性非常有用。 三極管有三個電極，通常用其中兩個分別作輸入、輸出端，第三個作公共端，這樣可以構成輸入和輸出兩個回路。有三種基本接法(組態(tài))，共發(fā)射極、共集電極和共基極。,三、三極管的

19、特性曲線,三極管共射特性曲線測試電路：,我們主要討論共發(fā)射極伏安特性曲線。,iB是輸入電流， uBE是輸入電壓。 iC是輸出電流， uCE是輸出電壓。,輸入特性曲線 iB=f(uBE) uCE=c 輸出特性曲線iC=f(uCE) iB=c,共射輸入特性曲線是以uCE為參變量時，iB與uBE間的關系曲線，即,1、共發(fā)射極輸入特性曲線,(3)當uCE1V時，集電極基本已收集發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子，uCE再增加時，iB不會減小，曲線右移很不明顯，幾乎重疊在一起。,(2)當uCE0時，集電極開始收集發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子，基區(qū)復合減少，對于相同的uBE ，iB減小。隨著uCE的增加，曲線右移。特別在(

20、0 uCEuCES)的范圍內，即工作在飽和區(qū)時，移動量會更大些。,(1)當uCE=0時，晶體管相當于兩個并聯的二極管，所以b,e間加正向電壓時，相當于二極管的正向特性曲線。,以iB為參變量，iC與uCE間的關系曲線，是一族特性曲線。,2、共發(fā)射極輸出特性曲線,當uCE=0 時，因集電極無收集作用，iC=0。,當uCE稍增大時，發(fā)射結雖處于正向電壓之下，但集電結反偏電壓很小， uCE1V集電區(qū)收集電子的能力很弱，iC主要由uCE決定。,當uCE1V時，運動到集電結的電子基本上都可以被集電區(qū)收集，此后uCE再增加，電流也沒有明顯的增加，特性曲線進入與uCE軸基本平行的區(qū)域。,iC(mA ),iB=

21、0,20A,40A,60A,80A,iC(mA ),iB=0,20A,40A,60A,80A,當uCE大于一定的數值時(硅管0.7 V左右) ，曲線基本平行等距。 iC只與iB有關，iB對iC有很強的控制作用，很小的iB將產生較大的 iC。 iC=iB , iC = iB 。發(fā)射結正偏，集電結反偏,iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內uCE的數值較小，uCEuBE (過飽和),iBiC,uCES0.3V ,uCE=uBE(臨界飽和) 。發(fā)射結正偏，集電結正偏,iB=0的曲線下方， iC接近零的區(qū)域。iB=0 , iC=ICEO , uBE 0。發(fā)射結反偏，集電結反偏。,放大區(qū)：發(fā)射結正偏，集電

22、結反偏； （uBE0，uBC0）,飽和區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結正偏； （uBE0，uBC0）,截止區(qū)： 發(fā)射結反偏，集電結反偏； （uBE0，uBC0）,uBC=0，臨界飽和 uBC0，過飽和,N,N,P,1、電流放大系數 共射電流放大系數 共射直流電流放大系數 共基電流放大系數 共基直流電流放大系數,四、三極管的主要參數,=/（1+） 或 =/（1-）,2、極間反向飽和電流 （1）ICBO 發(fā)射極開路時，集電極與基極之間的反向飽和電流 （2）ICEO 基極開路時，集電極和發(fā)射極之間的穿透電流,反向飽和電流和穿透電流的測量電路,3、極限參數 集電極最大允許電流 ICM 集電極最大允許耗散功率 P

23、CM 極間反向擊穿電壓 U(BR)CEO和 U(BR)CBO,i,u,0,安全工作區(qū),ICM,過壓區(qū),過損耗區(qū),過流區(qū),U(BR)CEO,iC過大，值會減小。當 iC =ICM時，下降到額定值的2/3。,PCM為集電極電流通過集電結時所產生的功耗，與管芯的材料、大小、散熱條件及環(huán)境溫度等因素有關。 PCM = iCuCE PCM為一條iC與uCE乘積為定值的雙曲線。,PCM =iCuCE,基極開路時，集電極發(fā)射極間的反向擊穿電壓。,五、PNP型三極管,1、三極管外加電源的極性,2、PNP型三極管中電流和電壓的方向,NPN三極管的結論對PNP型三極管均適用；,放大區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結反偏； 飽

24、和區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結正偏； 截止區(qū)：發(fā)射結反偏，集電結反偏；,PNP管偏置的外加電源極性與NPN管相反；,輸入、輸出特性曲線也與NPN管相同； 只是坐標軸要變成負值uBE,uCE；,放大區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結反偏； （UBE0）,飽和區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結正偏； （UBE0，UBC0）,截止區(qū)： 發(fā)射結反偏，集電結反偏； （UBE0，UBC0）,UBC=0，臨界飽和 UBC0，過飽和,P,P,N,1.4 場效應三極管,一、結型場效應三極管JFET (Junction Field Effect Transistor),二、絕緣柵場效應三極管IGFET ( Insulated Gate Fie

25、ld Effect Transister),單極型三極管（一種載流子參與導電多子） 三個電極：源極、柵極和漏極 是一種壓控器件,由uGS控制iD 的變化(VCCS),一、結型場效應三極管（N溝道、P溝道 ）,1、結構,(a) N溝道JFET的結構示意圖及其表示符號,在N型半導體棒兩側通過高濃度擴散制造兩個重摻雜P+型區(qū)，形成兩個PN結，將兩個P+區(qū)接在一起引出一個電極，稱為柵極(Gate)，兩個PN結之間的N型半導體構成導電溝道。在N型半導體的兩端各制造一個歐姆接觸電極，這兩個電極間加上一定電壓，便在溝道中形成電場，多數載流子(自由電子)產生漂移電流。電子發(fā)源端稱為源極(Source)，接收端

26、稱為漏極(Drain)。,(b) P溝道JFET的結構示意圖及其表示符號,N型溝道,P+,P+,D,G,S,iD=0,（b）,VGG,（1）uDS=0,uGS=0,uGS0,uGS=UP,夾斷電壓,2、工作原理,柵源負壓uGS加大時，PN結變厚，并向N區(qū)擴張，導電溝道變窄，當加大到某一負壓值時，溝道全部消失,稱此時的UGS為“夾斷電壓”，記為UP。,（2）uDS0,(a) uGS =0，溝道最寬，iD最大，iD =IDSS ， |uGD | |UP| ； (b) uGS0,負壓較小，溝道變窄，iD減小， |uGD | |UP| ；,電子由源極向漏極運動，形成漏極電流iD。uGS的變化將控制iD

27、的變化。,uGS為負，PN結反偏，柵源間僅存在微弱的反向飽和電流，所以柵極電流iG0，源極電流iS=iD。結型場效應管輸入阻抗很大。,（2）uDS0,(c) uGS負壓增大,溝道預夾斷, iD更小, |uGD | =|UP| (d) uGS負壓進一步增大,|uGS|UP| ,溝道夾斷,iD0,|uGD | |UP|,(1) 改變uGS ，改變了PN 結中電場，控制了iD ，故稱場效應管； (2)結型場效應管柵源之間加反向偏置電壓，使 PN 反偏，柵極基本不取電流，因此，場效應管輸入電阻很高。,、特性曲線,場效應特性曲線測試電路：,（1）轉移特性曲線,（2）輸出特性曲線,(1) 轉移特性曲線 u

28、DS一定時，柵源電壓uGS對漏極電流iD的控制作用，即,iD與uGS符合平方律關系，即,式中：IDSS飽和電流，表示uGS=0時的iD值； UP夾斷電壓，表示uGS=UP時iD為零。,當|uGD |UP|時，即預夾斷前，uDS的變化直接影響整個溝道的電場強度，隨著uDS的增大，iD增大很快。,(2) 輸出特性曲線 以uGS為參變量時iD與uDS的關系。,恒流區(qū)相當于雙極型三極管的放大區(qū)。|uGS|UP| 時，溝道在漏極附近被局部夾斷，uDS再增大，電壓主要降到局部夾斷區(qū)，而對整個溝道的導電能力影響不大。 uGS固定，uDS增大，iD增大極小。,隨著uDS增大，靠近漏區(qū)的PN結反偏電壓uDG(=

29、uDS-uGS)也隨之增大。,uDS,iD,uGS0V,1V,2V,3V,4V,恒流區(qū),可變 電阻區(qū),擊穿區(qū),|uGS | |UP | ，溝道完全夾斷，iD幾乎為零。,截止區(qū),二、絕緣柵場效應管IGFET （MOS）,N溝道增強型；N溝道耗盡型 P溝道增強型；P溝道耗盡型,也稱金屬氧化物半導體三極管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）,分為 增強型 N溝道、P溝道 耗盡型 N溝道、P溝道,uGS0時，導電溝道不存在，稱為增強型； uGS0時，導電溝道存在，稱為耗盡型；,1、N溝道增強型MOS,是在P型半導體上生成一層SiO2 薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴

30、散兩個高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出電極，一個是漏極D，一個是源極S。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型半導體稱為襯底，用符號B表示。,uS時形成導電溝道：,當uGS=0V時，漏源之間相當兩個背靠背 二極管,當0uGSUT （ UT稱為開啟電壓)時，將靠近柵極下方的P型半導體中的空穴向下排斥，出現了一薄層負離子的耗盡層。耗盡層中的少子將向表層運動，但數量有限，不足以形成溝道將漏極和源極溝通，不能形成漏極電流iD。,當uGSUT時，柵極電壓比較強，在靠近柵極下方的P型半導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。加有漏源電壓，可以形成iD。導電溝道中的電子因與P型半導體的多子空穴極性相反，故稱為反型層。,uS對導電溝道的影響：,uGD=uGSuDS,（a）當uDS為0或較小時，uGDUT，uDS 基本均勻降落在溝道中，溝道呈斜線分布。,（b）當uDS增加到使uGD=UT時，uDS增加使漏極處溝道縮減到剛剛開啟的情況，稱為預夾斷。,（c）當uDS增加到uGDUT時，預夾斷區(qū)域加長。 uDS增加的部分基本降落在加長的夾斷溝道上， iD基本趨于不變。,轉移特性曲線的斜率gm的大小反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。 gm 的量綱為mA/V，所以