常用半导体器件-ppt课件.ppt

1、 第一章第一章 常用半导体器件常用半导体器件第一章第一章 常用常用 器件器件半导体半导体 类别类别项目项目 导体导体绝缘体绝缘体代表物质代表物质 一般最外层电子数一般最外层电子数外层电子受原子核的外层电子受原子核的束缚力束缚力 导电性导电性 金属金属惰性气体惰性气体硅、锗硅、锗 4 44=4=4小小易易大大二者之间二者之间不易不易二者之间二者之间半导体半导体1.1.1 本征半导体本征半导体1.1 半导体基础知识半导体基础知识纯净的晶体结构的半导体纯净的晶体结构的半导体无杂质无杂质?GeSi半导体硅和锗的最外层电子（半导体硅和锗的最外层电子（价电子价电子）都是四个。）都是四个。结构特点结构特点通

2、过一定的工艺过程，可将其制成通过一定的工艺过程，可将其制成晶体晶体。即为本征半导体即为本征半导体Intrinsic semiconductor 本征半导体的结构示意图本征半导体的结构示意图+4+4+4+4 形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。构成稳定结构。共用电子共用电子常温下价电子常温下价电子很难脱离共价键很难脱离共价键成为成为自由电子自由电子导电能力很弱导电能力很弱Share electron +4+4+4+4热和光的作用热和光的作用 自由电子自由电子 空穴空穴一些价电子获得足够的一些价电子获得足够的能量而脱离共价键束缚能量而脱

3、离共价键束缚电子空穴对电子空穴对本征激发本征激发 （热激发）（热激发）带正电带正电带负电带负电游离的部分自由电子游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，也可能回到空穴中去，称为称为复合复合Intrisic excitation +4+4+4+4在其它力的作用下，在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果来填补，这样的结果相当于空穴的迁移。相当于空穴的迁移。空穴的迁移相当于正空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可电荷的移动，因此可以认为空穴是以认为空穴是载流子载流子。本征半导体的两种载流子本征半导体的两种载流子温度越高，载流子的浓度越高，导电能力越强。温度越高，载流子的

4、浓度越高，导电能力越强。温温度度是影响半导体性能的一个重要的外部因素。这是是影响半导体性能的一个重要的外部因素。这是半导体的一大特点。半导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：本征半导体中电流由两部分组成： 1. 1. 自由电子移动产生的电流。自由电子移动产生的电流。 2. 2. 空穴移动产生的电流。空穴移动产生的电流。 在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入少量合适的杂质少量合适的杂质，就会，就会使半导体的导电性能发生显著变化。使半导体的导电性能发生显著变化。1.1.2 1.1.2 杂质半导体杂质半导体 N

5、型半导体型半导体+4+4+5+4磷原子磷原子多余多余电子电子掺入少量的五价元素磷（或锑）掺入少量的五价元素磷（或锑）取代，形成共价键取代，形成共价键多出一个电子多出一个电子磷原子成为不能移动磷原子成为不能移动的正离子的正离子施主施主原子原子Impurity semiconductor +4+4+5+4N 型半导体中的型半导体中的载流子是什么？载流子是什么？1 1、由、由施主原子施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。提供的电子，浓度与施主原子相同。2 2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。、本征半导体中成对产生的电子和空穴。掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自掺杂浓度远大于本征半导体

6、中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流多数载流子子（多子多子），空穴称为），空穴称为少数载流子少数载流子（少子少子）。）。Negative+4+4+3+4空位空位硼原子硼原子空穴空穴P 型半导体型半导体掺入少量的三价元素硼（或铟）掺入少量的三价元素硼（或铟）取代，形成共价键取代，形成共价键产生一个空位产生一个空位吸引束缚电子来填补吸引束缚电子来填补受主受主原子原子硼原子成为不能移动硼原子成为不能移动的负离子的负离子空穴是多子，电子是少子空穴是多子，电子是少子Positive(3)、杂质半导体的示意表示法、杂质半导体的示意表示法

7、P 型半导体型半导体+N 型半导体型半导体杂质杂质型半导体型半导体多子多子和和少子少子的移动都能形成电流。的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等近似认为多子与杂质浓度相等。小结小结4 4、P型半导体中型半导体中空穴空穴是多子，是多子，自由电子自由电子是少子。是少子。 N型型半导体中半导体中自由电子自由电子是多子，是多子，空穴空穴是少子。是少子。 5、半导体的导电能力与、半导体的导电能力与温度温度、光强、杂质浓度、光强、杂质浓度 和材料性质有关。和材料性质有关。 1、半导体半导体的导电能力介于导体与绝缘体之

8、间。的导电能力介于导体与绝缘体之间。 2、在一定温度下，本征半导体因、在一定温度下，本征半导体因本征激发本征激发而产生自由而产生自由 电子和空穴对，故其有一定的导电能力。电子和空穴对，故其有一定的导电能力。 3、本征半导体的导电能力主要由、本征半导体的导电能力主要由温度温度决定；决定； 杂质半导体的导电能力主要由杂质半导体的导电能力主要由所掺杂质所掺杂质的浓度决定。的浓度决定。一、一、PN 结的形成结的形成利用掺杂工艺，将利用掺杂工艺，将P 型半导体和型半导体和N 型半导体制作型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面处就形成了在同一块硅片上，在它们的交界面处就形成了PN 结。结。1.1.3

9、PN结结N 型半导体型半导体P 型半导体型半导体+PN结结+物质因浓度差会产生扩散运动物质因浓度差会产生扩散运动N区自由电区自由电子浓度远高子浓度远高于于P区。区。P区空穴区空穴浓度远高浓度远高于于N区。区。自由电子自由电子空穴空穴空间电荷区，空间电荷区，也称耗尽层。也称耗尽层。扩散的结果是产生扩散的结果是产生空间电荷区。空间电荷区。+内电场内电场E+-在电场力作用下，载流子产生的运动称为漂移运动在电场力作用下，载流子产生的运动称为漂移运动自由电子自由电子空穴空穴电位电位VV0最终扩散和漂移这一对相反的运动达到平衡，相当最终扩散和漂移这一对相反的运动达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间

10、电荷区的厚度固于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。定不变。多子的扩散运动多子的扩散运动空间电荷区形成内电场空间电荷区形成内电场 内电场促使少子漂移内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散内电场阻止多子扩散 总结总结 因浓度差因浓度差 由由杂质离子形成空间电荷区杂质离子形成空间电荷区达到平衡，空间电荷区宽度固定不变达到平衡，空间电荷区宽度固定不变 二、二、 PN结的单向导电性结的单向导电性+REPN 结正向偏置结正向偏置内电场内电场外电场外电场变变薄薄PN+_外加电源将使扩散外加电源将使扩散运动源源不断的进运动源源不断的进行，形成正向电流，行，形成正向电流，PN结导通结导通forw

11、ard bias PN 结反向偏置结反向偏置+内电场内电场外电场外电场变厚变厚NP+_内电场被被加强，多子内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反限，只能形成较小的反向电流。向电流。PN结截止结截止REReverse bias PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；扩散电流； 由此可以得出结论：由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。结具有单向导电性。 PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流，反向漂移电

12、流， PN结截止。结截止。总结总结Unilateral conductivity 三、三、PN结结VCR方程方程PN结两端的外电压结两端的外电压u与流过与流过PN结的电流结的电流i之间的关系之间的关系UT: 温度电压当量，温度电压当量， = kT/q，一般取值为，一般取值为26mv； k为玻耳曼常数为玻耳曼常数 T为热力学温度为热力学温度 q为电子电荷量为电子电荷量IS：反向饱和电流反向饱和电流) 1(TUuSeIiABC四、四、PN结的电容效应结的电容效应1. 势垒电容势垒电容 PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷的积累和释放的过程，

13、与电容的充生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相同，其等效电容称为势垒电容放电相同，其等效电容称为势垒电容Cb。2. 扩散电容扩散电容 PN结外加的正向电压变化时，在扩散过程中载结外加的正向电压变化时，在扩散过程中载流子的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和流子的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的过程，其等效电容称为扩散电容释放的过程，其等效电容称为扩散电容Cd。dbjCCC结电容：结电容： 结电容不是常量！若结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定结外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性！程度，则失去单向导电性！barrier capacity Diffuse

14、d capacity NP+-1.2 半导体二极管半导体二极管外壳封装外壳封装阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线semiconductor diode 1.2.1 半导体二极管的结构类型半导体二极管的结构类型按按结结构构分分类类点接触型点接触型面接触型面接触型平面型平面型(1) (1) 点接触型二极管点接触型二极管阳极引线阳极引线阴极引线阴极引线PNPN结面积小结面积小不能通过较大的电流不能通过较大的电流结电容小结电容小工作频率高工作频率高 适用于适用于高频电路高频电路和小功率整流和小功率整流阳极引线阳极引线阴极引线阴极引线(2) (2) 面接触型二极管面接触型二极管PNPN结面积大结面积大能通

15、过较大的电流能通过较大的电流结电容大结电容大能在低频下工作能在低频下工作一般仅作为一般仅作为整流管使用整流管使用合金法合金法PNPN结面积可大可小结面积可大可小阳极引线阳极引线阴极引线阴极引线视结面积的大小视结面积的大小用于大功率整流用于大功率整流和开关电路中和开关电路中二极管的电路符号二极管的电路符号阳极阳极阴极阴极二端无源元件二端无源元件(3) (3) 平面型二极管平面型二极管扩散法扩散法+-ui半导体二极管图片1.2.2 1.2.2 半导体二极管的伏安特性曲线半导体二极管的伏安特性曲线uiPN结结二极管二极管) 1(eTSUuIi近似分析时：近似分析时：(1) (1) 二极管和二极管和P

16、NPN结伏安特性的区别结伏安特性的区别二极管存在半导体二极管存在半导体体电阻体电阻和和引线电阻引线电阻二极管表面二极管表面 漏电流漏电流单向导电性单向导电性ui几点说明几点说明二极管的正向特性二极管的正向特性阳极阳极阴极阴极+-uu00uUonUon开启开启电压电压正向电流为零正向电流为零uUon开始出现正向电流，并按指数规律增长。开始出现正向电流，并按指数规律增长。) 1(eTSUuIi二极管的反向特性二极管的反向特性阳极阳极阴极阴极+-uuUZ时作用同二极管时作用同二极管u增加到增加到UZ 时，稳压管击穿时，稳压管击穿(a)Voltage-regulation diode 2 2、稳压管的

17、主要参数、稳压管的主要参数规定的稳压管反向工作电流规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电下，所对应的反向工作电压。压。(1)(1)稳定电压稳定电压 UZ稳压管低于此值稳压情况稳压管低于此值稳压情况变坏，常记作变坏，常记作IZmin(2)(2)稳定电流稳定电流 IZ工作在稳压区时，端电压变化量与其电流变化量之比工作在稳压区时，端电压变化量与其电流变化量之比(3)(3)动态电阻动态电阻rZrZ = UZ / IZ(4)(4)额定功耗额定功耗P PZMPZM= UZ IZmax最大稳定最大稳定电流电流(5)(5)温度系数温度系数表示温度每变化表示温度每变化1稳压值的变化量稳压值的变化量例

18、例1 电路如图所示，设电路如图所示，设ui=6sint V，试绘出输出电压，试绘出输出电压uo的波形。设的波形。设DZ为硅稳压二极管，稳定电压为为硅稳压二极管，稳定电压为5V, 正向导正向导通压降忽略不计。通压降忽略不计。+ui-3V RDZ+uo-解：解： ui -3V D导通导通 uo= -3V ui -3V D截止截止 uo= ui 2V 2V uiD反向击穿反向击穿 uo= 2V ui/V t o6uo/V t o22-3-3ABVB= uiVA= -3V例例2 稳压管的稳定电稳压管的稳定电UZ=6V, 最小稳定电流最小稳定电流IZmin=5mA,最大稳定电流最大稳定电流IZmax=2

19、5mA, 负载电阻负载电阻RL=600。求限流电阻求限流电阻R的取值范围。的取值范围。UI=10VRDZ+UO-RLILIDZIR+-解：解： UO=UZ =6V IL= UO RL = 6 600 =0.01A =10mA 当当IDZ=IZmin=5mA时时 IR=IDZ+IL =5+10 =15mA R= UI-UOIR= 10-61510-3=227当当IDZ=IZmax=25mA时时 IR=25+10 =35mA R= 10-63510-3=114R=1142271.3 晶体三极管晶体三极管管中有两种不同极性的载流子参与导电，管中有两种不同极性的载流子参与导电， 所以又称做所以又称做双

20、极型晶体管双极型晶体管由由两个两个 PN 结结组合而成，是一种组合而成，是一种CCCS器件器件BJTCrystal triode 较薄，掺杂较薄，掺杂浓度低浓度低面积很大面积很大掺杂浓度很高掺杂浓度很高集电结集电结发射结发射结 NPN型型PNN 发射区发射区集电区集电区基区基区基极基极b发射极发射极e集电极集电极c1.3.1 晶体管的结构及类型晶体管的结构及类型emitter base collector 集电结集电结发射结发射结NPN型型cPNNeb发射区发射区集电区集电区基区基区基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电区集电区PNP型型NPPeb基区基区集电结集电结发射区发射区集电

21、极集电极c发射极发射极基极基极cbeecb我国晶体管的型号命名方法我国晶体管的型号命名方法 3AX81以以 NPN 型三极管为例讨论型三极管为例讨论cNNPebbec表面看表面看三极管若实三极管若实现放大，必须从现放大，必须从三极管内部结构三极管内部结构和和外部所加电外部所加电源的极性源的极性来保来保证。证。不具备不具备放大作用放大作用1.3.2 晶体管的电流放大作晶体管的电流放大作用用三极管内部结构要求：三极管内部结构要求：NNPebc1. 发射区高掺杂。发射区高掺杂。2. 基区做得很薄基区做得很薄。通常只有。通常只有几微米到几十微米，而且几微米到几十微米，而且掺杂较掺杂较少少。外加电源的极

22、性应使外加电源的极性应使发射结处于正向偏置发射结处于正向偏置状态，状态，而而集电结处于反向偏置集电结处于反向偏置状态。状态。3. 集电结面积大。集电结面积大。三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件：VBBVCC-uo+RbRc 共射放大电路共射放大电路电流单位：电流单位：mAiB 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10iC 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95iE uBECEB+-+晶体管晶体管C、E之间相当于开路之间相当于开路iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA放大区放大区BCBCii

23、II ,输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域:放大区放大区 发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏uBE Uon ,且且uCE uBE 曲线基本平行等距。曲线基本平行等距。CEB+-+输出曲线具输出曲线具有恒流特性有恒流特性iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA饱和区饱和区输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域: :饱和区饱和区 发射结正偏发射结正偏集电结正偏集电结正偏uBE Uon ,且且uCEVE有可能有可能NPN1.5VTRbRciC-6VVE =0VB0即即 VBVE不可能不可能P

24、NP1.4 1.4 场效应管场效应管利用输入回路的利用输入回路的电场效电场效应应来控制输出回路电流来控制输出回路电流Field Effect Transistor简称简称FETBJT （三极管）（三极管）电流控制元件电流控制元件 (iB iC)工作时，多数载流子和少数载流子工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。都参与运行，所以被称为双极型器件。工作时，只有一种载流子（多子）参与导电，因工作时，只有一种载流子（多子）参与导电，因此它是单极型器件。此它是单极型器件。 特点：特点：输入电阻极高，噪声低，热稳定性好，输入电阻极高，噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，耗电省，集成

25、工艺简单。抗辐射能力强，耗电省，集成工艺简单。 应用：应用：大规模、超大规模集成电路。大规模、超大规模集成电路。N沟道沟道N沟道沟道耗尽型耗尽型N沟道沟道增强型增强型P沟道沟道分类：分类：绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管结型场效应管结型场效应管P沟道沟道P沟道沟道栅极栅极gNP漏极漏极d源极源极sN型半导体型半导体为基底为基底高掺杂的高掺杂的P型半导体型半导体导电导电沟道沟道耗尽耗尽层层1.4.1 结型场效应管结型场效应管Junction Field Effect Transistor结构结构符号符号1.4.1 结型场效应管结型场效应管Junction Field Effect Transis

26、tor结构结构在漏极和源极之间加在漏极和源极之间加上一个正向电压，上一个正向电压，N 型半型半导体中多数载流子导体中多数载流子电子电子可可以导电。以导电。导电沟道是导电沟道是 N 型的，型的，称称 N 沟道结型场效应管沟道结型场效应管。gds栅极栅极gNP漏极漏极d源极源极sP 沟道场效应管沟道场效应管P 沟道结型场效应管结构图沟道结型场效应管结构图N+N+P型型沟沟道道gsd在在 P 型型硅棒的两侧做成高硅棒的两侧做成高掺杂的掺杂的 N 型区型区(N+)，导电，导电沟道为沟道为 P 型，多数载流子型，多数载流子为为空穴空穴。符号符号GDSgds一、结型场效应管工作原理一、结型场效应管工作原理

27、 N 沟道结型场效应管用改变沟道结型场效应管用改变 大小来控制漏极电流大小来控制漏极电流 的。的。(VCCS)gdsNN型型沟沟道道P+P+耗尽层耗尽层*在栅极和源极之在栅极和源极之间加间加，耗尽层，耗尽层会会，导电沟道宽度，导电沟道宽度，使沟道本身的电，使沟道本身的电阻值阻值，漏极电流，漏极电流 iD 。1. 当当uDS = 0 时，时， uGS 对导电沟道的控制作用对导电沟道的控制作用iD = 0gdsN型型沟沟道道P+P+ ( (a) )uGS = 0耗尽层很窄，耗尽层很窄，导电沟道很宽导电沟道很宽耗尽层逐渐加宽，耗尽层逐渐加宽，导电沟道相应变窄。导电沟道相应变窄。耗尽层闭合，导耗尽层闭

28、合，导电沟道被夹断。电沟道被夹断。UGS(off)为夹断电压，为负值。为夹断电压，为负值。一、结型场效应管工作原理一、结型场效应管工作原理iD = 0dgsP+P+R( (b) ) UGS(off) uGS 0VGGiD = 0dgs( (c) ) uGS UGS(off)VGGP+P+uGD = UGS(off)？R2. uGS为为UGS(off)0中一固定值时中一固定值时, uDS 对漏极电流对漏极电流iD的影响。的影响。iD = 0dgsP+P+N型型沟沟道道( (a) ) uDS = 0VGG导电沟道由导电沟道由uGS确定，确定， iD =0( (b) ) uDS 由零逐渐增加由零逐渐

29、增加iD随随uDS的增大而的增大而线性线性增大增大，d-s呈现电阻特呈现电阻特性；导电沟道从性；导电沟道从s极到极到d极逐渐变宽极逐渐变宽gdsNiSiDuDSVGG P+P+iD决定决定于于uDSuGD= uGS -uDS 漏极一边的耗尽层出现夹漏极一边的耗尽层出现夹断区，称断区，称uGD = UGS(off)为预为预夹断夹断夹断区加长，夹断区加长，iD 几乎仅决几乎仅决定于定于uGS，表现出恒流特性，表现出恒流特性uDSuGDgdsNiSiDuDSVGG( (c) ) uGD = UGS(off)P+P+gdsiSiDuDSVGG( (d) ) uGD UGS(off)P+iD决定决定于于

30、uGS3.当当uGD UGS(off)时时 , uGS 对漏极电流对漏极电流iD的控制作用的控制作用场效应管为电压控制元件场效应管为电压控制元件(VCCS)。3.当当uGD UGS(off)时时 , uGS 对漏极电流对漏极电流iD的控制作用的控制作用 在在uGD uGS(off)情况下情况下, 对应于不同的对应于不同的uGS ，d-s间等效成间等效成(2)当当uDS使使uGDuGS(off)时，时，d-s之间之间预夹断预夹断(3)当当uGD uGS(off)uGD uGS(off)uGS0，就可以形成漏极电，就可以形成漏极电流流iD。在栅极下方导电沟道中的电。在栅极下方导电沟道中的电子，因与

31、子，因与P型区的载流子空穴极性型区的载流子空穴极性相反，故称为相反，故称为反型层。反型层。随着随着uGS的继续增加，反型层变厚，的继续增加，反型层变厚，iD增加。增加。uGS 0 g吸引电子吸引电子 反型层反型层 导电沟道导电沟道uGS 反型层变厚反型层变厚 uDS iD （2）漏源电压uDS对漏极电流iD的控制作用（a）若）若uGSUGS(th)且固定为某一值且固定为某一值:uDS=uDGuGS=uGDuGSuGD=uGSuDSuDS为为0或较小时，或较小时， uGD=uGSuDS UGS(th)，此时此时uDS 基本均匀降落在沟道中，沟基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。这时道呈斜线分布

32、。这时iD随随uDS增大。增大。uDS iD uDSuGS-UGS(th)uGS为大于UGS(th)的某一值时, uDS对iD的影响)()(thGSGSDSUuua )()(thGSGSDSUuub )()(thGSGSDSUuuc 可变电阻区可变电阻区预夹断预夹断恒流区恒流区(a) 转移特性曲线转移特性曲线UGS 0；UGS 正、负、零均可正、负、零均可iD/mAuGS /VOUGS(off)( (a) )转移特性转移特性IDSS( (b) )输出特性输出特性iD/mAuDS /VO+1VUGS=0 3 V 1 V 2 V432151015 20N 沟道耗尽型沟道耗尽型 MOS 场效应管场效

33、应管三个区：可变电阻区、三个区：可变电阻区、恒流区、夹断区。恒流区、夹断区。种种 类类符符 号号转移特性曲线转移特性曲线输出特性曲线输出特性曲线 结型结型N 沟道沟道耗耗尽尽型型 结型结型P 沟道沟道耗耗尽尽型型 绝缘绝缘栅型栅型 N 沟道沟道增增强强型型sgdsgdiDUGS= 0V uDS 0 0sgdBuGSiD0UGS(th)各类场效应管的符号和特性曲线各类场效应管的符号和特性曲线+UGS = UGS(th)uDSiD+0iDUGS= 0V uDSOuGSiDUGS(off)IDSSuGSiDUGS(off)IDSS种种 类类符符 号号转移特性曲线转移特性曲线输出特性曲线输出特性曲线绝

34、缘绝缘栅型栅型N 沟道沟道耗耗尽尽型型绝缘绝缘栅型栅型P 沟道沟道增增强强型型耗耗尽尽型型IDsgdBuDSiD_UGS=0+_0iDuGSUGS(off)IDSS0sgdBIDsgdBIDiDuGSUGS(th)0iDuGSUGS(off)IDSS0_ _iDuDS_ _0 0_ _UGS= 0V _ _iDuDS0 0 1.4.3场效应管的主要参数场效应管的主要参数一、直流参数一、直流参数1. 饱和漏极电流饱和漏极电流 IDSS2. 夹断电压夹断电压 UGS(off)3. 开启电压开启电压 UT 或或UGS(th)4. 直流输入电阻直流输入电阻 RGS结型场效应管一般在结型场效应管一般在

35、107 以上，以上，绝缘栅场效应管一般大于绝缘栅场效应管一般大于 109 。O uGSiDIDSSUGS(off)UT 2UTIDOuGS /ViD /mAO二、交流参数二、交流参数1. 低频跨导低频跨导 gm2. 极间电容极间电容用以描述栅源之间的电压用以描述栅源之间的电压 uGS 对漏极电流对漏极电流 iD 的控制作用的控制作用DSDmGSU=nig =u常常单位：单位：iD 毫安毫安(mA)；uGS 伏伏(V)；gm 毫西门子毫西门子(mS)极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。一般为几极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。一般为几个皮法。个皮法。三、极限参数三、极限参数3. 漏极最大允许耗

36、散功率漏极最大允许耗散功率 PDM2.漏源击穿电压漏源击穿电压 U(BR)DS4. 栅源击穿电压栅源击穿电压U(BR)GS 由场效应管允许的温升决定。由场效应管允许的温升决定。漏极耗散功率转化为漏极耗散功率转化为热能使管子的温度升高。热能使管子的温度升高。当漏极电流当漏极电流 ID 急剧上升产生雪崩击穿时的急剧上升产生雪崩击穿时的 UDS 。正常工作时，栅源间正常工作时，栅源间 PN 结处于反偏状态，若结处于反偏状态，若UGS U(BR)GS ，PN 将被击穿将被击穿1.最大漏极电流最大漏极电流IDM第一章第一章 半导体器件半导体器件晶体管晶体管场效应管场效应管结构结构NPN型、型、PNP型型结型耗尽型结型耗尽型 N沟道沟道 P沟道沟道绝缘栅增强型绝缘栅增强型 N沟道沟道 P沟道沟道绝缘栅耗尽型绝缘栅耗尽型 N沟道沟道 P沟道沟道c与与e一般不可倒置使用一般不可倒置使用d与与s有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用载流子载流子 多子扩散少子漂移多子扩散少子漂移 多子运动多子运动输入量输入量 电流输入电流输入 电压输入电压输入控制控制电流控制电流源电流控制电流源CCCS()电压控制电流源电压控制电流源VCCS(gm)1.4.4 场效应管与晶体管的比较场效应管与晶体管的比较