1、第0章 半导体器件0.1 半导体的基础知识，半导体的基础知识，P型硅，型硅，N型硅型硅0.2 PN结和半导体二极管结和半导体二极管0.3 半导体三极管半导体三极管0.4 场效应管场效应管完全纯净的、有完整晶体结构的半导体，完全纯净的、有完整晶体结构的半导体，称为称为本征半导体本征半导体。0.1 半导体的基本知识半导体的基本知识0.1.1 本征半导体本征半导体(intrinsic semiconductors)物质的导电性取决于原子结构物质的导电性取决于原子结构-导体导体、半半导体导体、绝缘体绝缘体现代电子学中，用的最多的半导体是现代电子学中，用的最多的半导体是硅和硅和锗锗，它们的最外层电子（价
2、电子）都是四个。，它们的最外层电子（价电子）都是四个。Si硅原子硅原子Ge锗原子锗原子在硅和锗晶体中，每个原子与其相临的原子之间形在硅和锗晶体中，每个原子与其相临的原子之间形成成共价键共价键，共用一对价电子。，共用一对价电子。通过一定的工艺过程，可以将半导体制成通过一定的工艺过程，可以将半导体制成单晶体单晶体。原子在空间形成排列整齐的点阵：原子在空间形成排列整齐的点阵：晶格晶格1.本征半导体晶体结构本征半导体晶体结构:共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为称为束缚电子束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成，常温下束缚电子很难脱离共价键成为为自由电
3、子自由电子，因此本征半导体中的，因此本征半导体中的自由电子自由电子很少，很少，所以本征半导体的所以本征半导体的导电能力很弱。导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。个，构成稳定结构。共价键有共价键有很强的结合很强的结合力力，使原子规则排列，形，使原子规则排列，形成晶体。成晶体。+4+4+4+4一定温度条件一定温度条件下，本征半导下，本征半导体中体中激发产生激发产生的的与与复合掉的复合掉的自由电子与空自由电子与空穴对数目相等，穴对数目相等，达到动态平衡。达到动态平衡。复合现象复合现象：自由电子运动中，自由电子填补空穴的现象：自由
4、电子运动中，自由电子填补空穴的现象本征激发本征激发：极少数价电子在热激发下，成为自由电子极少数价电子在热激发下，成为自由电子动画动画1-12.本征半导体中的载流子本征半导体中的载流子:外加一电场，自由电子定向移动，形成外加一电场，自由电子定向移动，形成电子电流电子电流；空穴也定向移动，形成空穴也定向移动，形成空穴电流空穴电流。载流子：运载电荷的粒子。载流子：运载电荷的粒子。本征半导体中有两种载流子：本征半导体中有两种载流子：自由电子自由电子和和空穴空穴。Free electron and carrier动画1-2注注:导体中有一种载流子导体中有一种载流子,即自由电子导电。即自由电子导电。0.1
5、.2 杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的使半导体的导电性能发生显著变化导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。载流子：电子，空穴增加。载流子：电子，空穴N型半导体型半导体(N type semiconductors)（多子为（多子为电子，少子为空穴）电子，少子为空穴）P型半导体型半导体(P type semiconductors)（多子为（多子为空穴，少子为电子）空穴，少子为电子）N型半导体（掺五价元素）型半导体（掺五价元素）多余电子获很多余电子获很少能量可成
6、为少能量可成为自由电子自由电子磷原子磷原子硅原子硅原子+N型硅表示型硅表示SiPSiSiNegative（负）（负）自由电子自由电子为为多子多子；空穴为少子空穴为少子施主原子施主原子(正离子正离子)自由电子自由电子空位空位P型半导体（掺三价元素）型半导体（掺三价元素）硼原子硼原子P型硅表示型硅表示SiSiSiB硅原子硅原子当硅原子外层电子由于热运动填当硅原子外层电子由于热运动填补空位时，在硅原子共价键中产补空位时，在硅原子共价键中产生一个生一个空穴空穴。空穴空穴为为多子多子；自由电子为少子自由电子为少子Positive（正）（正）受主原子受主原子(负离子负离子)空穴空穴杂质半导体的示意表示法杂
7、质半导体的示意表示法P P型半导体型半导体+N N型半导体型半导体0.2.1 PN 结的形成结的形成在同一片半导体基片上，分别制造在同一片半导体基片上，分别制造P型型半导体和半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了在它们的交界面处就形成了PN结。结。0.2 PN结及半导体二极管结及半导体二极管PN Junction and semiconductors diodeP P型半导体型半导体N N型半导体型半导体+扩散运动内电场E漂移运动空间电荷区空间电荷区PN结处载流子的运动结处载流子的运动扩散的结果是使空间电扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间
8、电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。荷区越宽。漂移运动P P型半导体型半导体N N型半导体型半导体+扩散运动内电场EPN结处载流子的运动结处载流子的运动内电场越强，就使漂内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。使空间电荷区变薄。漂移运动P P型半导体型半导体N N型半导体型半导体+扩散运动内电场EPN结处载流子的运动结处载流子的运动所以扩散和漂所以扩散和漂移这一对相反移这一对相反的运动最终达的运动最终达到平衡，相当到平衡，相当于两个区之间于两个区之间没有电荷运动，没有电荷运动，空间电荷区的空间电荷区的厚度固定不变。厚度固定不变。动画1-3PN结正向偏置结正向偏置+内
9、电场减弱，使扩散加强，内电场减弱，使扩散加强，扩散扩散 飘移，正向电流大飘移，正向电流大空间电荷区变薄空间电荷区变薄PN+_正向电流正向电流0.2.2 PN结的单向导电性结的单向导电性动画1-4PN结反向偏置结反向偏置+空间电荷区变厚空间电荷区变厚NP_+内电场加强，使扩散停止，内电场加强，使扩散停止，有少量飘移，反向电流很小有少量飘移，反向电流很小反向饱和电流反向饱和电流很小，很小，A级级动画1-5PN结的电流方程)1IIUUT(eSPN结的伏安特性UT26mV（thermal voltage）正向特性正向特性反向特性反向特性击穿区击穿区反向电流很小，反向电流很小，少子漂移电流，少子漂移电流
10、，和温度有关和温度有关U较小时，外电场不足较小时，外电场不足于克服内电场对扩散于克服内电场对扩散运动造成的阻力，运动造成的阻力，I很很小（死区），当小（死区），当UUON时，时，I显著增加显著增加反向电压超过一反向电压超过一定数值后，反向定数值后，反向电流急剧增加电流急剧增加二、雪崩击穿二、雪崩击穿（Avalanche Multiplication）当当PN结的掺杂浓度很高时，耗尽层将变的很薄，加上不大的反向结的掺杂浓度很高时，耗尽层将变的很薄，加上不大的反向电压，就能建立很强的电场，足以把价电子直接从共价键中拉出来，电压，就能建立很强的电场，足以把价电子直接从共价键中拉出来，产生自由电子产生
11、自由电子-空穴对，称为场致激发，场致激发能够产生大量的空穴对，称为场致激发，场致激发能够产生大量的载流子，使载流子，使PN结的反向电流剧增，呈现反向击穿现象。结的反向电流剧增，呈现反向击穿现象。一般，击穿电压在6V以下的属于齐纳击穿，6V以上的主要是雪崩击穿。6V左右，两种击穿都有。PN 结的击穿特性结的击穿特性反向电压增大到一定数值时，载流子获得的动能足以把束缚在共价反向电压增大到一定数值时，载流子获得的动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子键中的价电子碰撞出来，产生自由电子-空穴对。新的载流子在强电空穴对。新的载流子在强电场作用下，再去碰撞其他共价键，产生新的自由电子场作用
12、下，再去碰撞其他共价键，产生新的自由电子-空穴对。连锁空穴对。连锁反应，引起载流子数量急剧增大，增长速度极快，象雪崩一样。反应，引起载流子数量急剧增大，增长速度极快，象雪崩一样。一、齐纳击穿一、齐纳击穿（Zener Breakdown）扩散电容扩散电容示意图正向偏置：两种电容效应；以扩散电容为主反向偏置：以势垒电容为主只有高频时才考虑电容效应非平衡少子浓度分布变化引起的电荷量变化效应PN结的电容效应势垒电容势垒电容耗尽层宽窄变化等效的电容Cb0.2.3 半导体二极管半导体二极管semiconductors diode(1)、基本结构、基本结构PN结加上管壳和引线，结加上管壳和引线，就成为半导体
13、二极管。就成为半导体二极管。PNPN符号符号阳极阳极阴极阴极点接触型二极管 PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。二极管的结构示意图平面型平面型二极管用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。面接触型二极管 PN结面积大，用于工频大电流整流电路。面接触型半导体二极管图片半导体二极管图片半导体二极管图片(2)、伏安特性、伏安特性UI导通压降导通压降:硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿电反向击穿电压压U(BR)死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.2V。UIE+-反向漏电流反向漏电流（很小，（很小，A级）级）(3)、二极管的
14、主要参数、二极管的主要参数2.最高反向工作电压最高反向工作电压 UR3.反相电流反相电流IR4.最高工作频率最高工作频率fM1.最大整流电流最大整流电流 IF:最大正向平均电流最大正向平均电流最大反向电压最大反向电压,约为击穿电压约为击穿电压VBR的一半的一半反向电流小反向电流小,单向导电性好单向导电性好0.2.4 稳压二极管稳压二极管(zener diode)IZmax+-稳压二极管符号稳压二极管符号UIUZIZ稳压二极管特性曲线稳压二极管特性曲线IZmin当稳压二极管工作当稳压二极管工作在在反向击穿状态反向击穿状态下下,当工作电流当工作电流IZ在在Izmax和和 Izmin之间时之间时,其
15、两端电压近似为其两端电压近似为常数常数正向同正向同二极管二极管稳定稳定电流电流稳定稳定电压电压二、稳压管的主要参数稳定电压UZ稳定电流IZ额定功耗PZM=UZIZmax动态电阻rZ=UZ/IZ温度系数0.2.5 其他类型二极管其他类型二极管(diode)1 发光二极管发光二极管(light-emitting diode)2 光电二极管光电二极管(photodiode)(1)单向导电性单向导电性(2)用于显示电路中用于显示电路中(1)远红外线接受管远红外线接受管,将光能转为电能将光能转为电能(2)用于遥控、报警及光电传感器中用于遥控、报警及光电传感器中符号符号0.3 半导体三极管半导体三极管(双
16、极型晶体管双极型晶体管)(Bipolar Junction Transistor)0.3.1 基本结构基本结构BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCEPNP型型collecteremitterbaseBECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高BECNPN型三极管型三极管BECPNP型三极管型三极管三极管符号三极管符号NPNCBEPNPCBE发射结发射结集电结集电结BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极+_ _ _
17、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _+高频管、低频管小、中、大功率管硅管、锗管NPN型、PNP型0.3.2 电流放大原理电流放大原理BECNNPEBRBEc发射结正发射结正偏偏，发射，发射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成发射极成发射极电流电流IE。IE1进入进入P区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合，形成空穴复合，形成电流电流IB ，多数扩，多数扩散到集电结。散到集电结。IB基区空穴向发射基区空穴向发射区扩散区扩散,可忽略可忽略.BECNNPEBRBEcIE由于由于集电结反集电结反偏，偏，从基区扩从基区扩散
18、来的电子散来的电子漂漂移移进入集电结进入集电结而被收集，形而被收集，形成成IC。IC2ICIB要使三极管能放大电流，必须使要使三极管能放大电流，必须使发射结发射结正偏，集电结反偏正偏，集电结反偏。动画2-1晶体管电流分配关系晶体管电流分配关系IE=IEN+IEP1.发射结扩散运动产生发射结扩散运动产生IE 2.扩散到基区的自由电子扩散到基区的自由电子与空穴复合产生与空穴复合产生IB IB=IBN+IEP-ICBO=IB-ICBOI CNIEI BNI CBOIBICI ENI EP3.集电结反偏，漂移运动集电结反偏，漂移运动产生产生IC IC=ICN+ICBOIE=IC+IB从外部看从外部看:
19、当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：IB=IB ICBO IC=ICN +ICBOCNBII CEOBCBOBC)1(IIIII 共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数穿透电流穿透电流很小很小,可忽略可忽略共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数ECNIICBOBCBOCIIII CNBII =IC/IBIC=IB静态电流放大倍数静态电流放大倍数动态电流放大倍数动态电流放大倍数IB：IB+IBIC：IC+IC =IC/IB一般认为：一般认为：=，近似为一常数
20、，近似为一常数，值范围：值范围：20100 IC=IB =IC/IBIC=IB0.3.3 特性曲线特性曲线晶体管的特性曲线是指晶体管各极电压与电流之间的晶体管的特性曲线是指晶体管各极电压与电流之间的关系曲线，关系曲线，它是三极管内部载流子运动的外部体现它是三极管内部载流子运动的外部体现。由于三极管和二极管一样是由于三极管和二极管一样是非线性元件非线性元件，不能用一个，不能用一个固定的数值和简单的方程式来表示三极管各极电压与固定的数值和简单的方程式来表示三极管各极电压与电流的关系，所以要用电流的关系，所以要用伏安特性曲线伏安特性曲线来描述。来描述。伏安特性曲线也不象二极管那样简单，工程上常用的伏
21、安特性曲线也不象二极管那样简单，工程上常用的三极管的三极管的输入和输出伏安特性曲线输入和输出伏安特性曲线。输入特性曲线输入特性曲线：iB=f(uBE)|uCE=Const.输出特性曲线输出特性曲线：iC=f(uCE)|iB=Const.ICmA AVVUCEUBERBIBUSCUSB 实验线路实验线路(共发射极接法共发射极接法)CBERC IB 与与UBE的关系曲线（同二极管）的关系曲线（同二极管）（1）输入特性）输入特性 死区死区电压，电压，硅管硅管0.4V工作压降：工作压降：硅管硅管UBE 0.7VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VUCE=0非线性区非线性区输出
22、特性输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A当当UCE大于一定的数大于一定的数值时，值时，IC只与只与IB有关，有关，IC=IB,且且 IC=IB。此区域此区域称为线称为线性放大区。性放大区。此区域中此区域中UCE UBE,集集电结正偏，电结正偏，IBIC，UCE 0.3V称为饱和区。称为饱和区。此区域中此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V(3)截止区截止区 UBE 死区电压，死区电压，IB=0，IC=ICEO 0 三极管的技术数据：（自学）三极管的技术数据：（自学）（1）电流放大倍数）电流放大倍数（2）
23、集）集-射间穿透电流射间穿透电流ICEO（3）集）集-射间反向击穿电压射间反向击穿电压UCEO(BR)（4）集电极最大电流）集电极最大电流ICM（5）集电极最大允许功耗）集电极最大允许功耗PCM 安全工作区安全工作区 SOA (Safe Operation Area）PCM、ICM和和V(BR)CEO限定限定PCM:过损耗区；ICM:过流区；UCEO:过压区 0.4 Field Effect Transistor(场效应晶体管）场效应晶体管）(Unipolar Junction Transistor)1.结型场效应晶体管结型场效应晶体管 (Junction Field Effect Trans
24、istor JFET)2.绝缘栅型场效应晶体管绝缘栅型场效应晶体管 (Insulated Gate Field Effect Transistor IGFET)金属金属-氧化物氧化物-半导体场效应晶体管半导体场效应晶体管 (Metal Oxide Semiconductor FET MOSFET）主要内容：主要内容：MOS管工作原理、特性曲线管工作原理、特性曲线 FET主要参数及与三极管比较主要参数及与三极管比较0.4.2 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET)：增强型增强型 N沟道、沟道、P沟道沟道 耗尽型耗尽型 N沟道、沟
25、道、P沟道沟道N-channel enhancement MOSFETN-channel depletion MOSFETP-channel enhancement MOSFETP-channel depletion MOSFET增强型增强型：没有导电沟道，没有导电沟道，。时，00DGSiv。时，00DGSiv耗尽型耗尽型：存在导电沟道，存在导电沟道，N沟道 P沟道 增强型增强型N沟道 P沟道 耗尽型耗尽型增强型增强型：没有导电沟道，没有导电沟道，。时，00DGSiv。时，00DGSiv耗尽型耗尽型：存在导电沟道，存在导电沟道，FET特点：特点：1.单极性器件单极性器件(一种载流子导电一种载流
26、子导电)3.工艺简单、易集成、功耗小、工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低体积小、成本低2.输入电阻高输入电阻高 (107 1015 ，IGFET 可高达可高达 1015 )一、一、N沟道增强型沟道增强型 MOSFETG:Gate,栅极栅极S：Source,源极源极D：Drain，漏极，漏极B:Substrate,衬底衬底动画动画2-3(一一)、结构及工作原理：、结构及工作原理：工作原理：工作原理：1、栅源电压对沟道的影响、栅源电压对沟道的影响a.当当VGS=0V时时，因为漏源之间被两因为漏源之间被两个背靠背的个背靠背的 PN结隔离，结隔离，在在D、S间间也不可能形成电流。也不可能形成电流
27、。b.当当 0 VGS V(GS(th)(开启电压开启电压)时时,栅极下方栅极下方P型衬底表层的空穴向下型衬底表层的空穴向下排斥，同时，使两个排斥，同时，使两个N区和衬底中区和衬底中的自由电子吸向衬底表层，并与的自由电子吸向衬底表层，并与空穴复合而消失，结果在衬底表空穴复合而消失，结果在衬底表面形成一薄层负离子的面形成一薄层负离子的耗尽层耗尽层。漏源间仍无载流子的通道。漏源间仍无载流子的通道。管子管子仍不能导通，处于截止状态。仍不能导通，处于截止状态。反型层开启电压UGS(th)动画动画24c.当当VGSVGS(th)时时,由于由于栅极电压已经比较强，栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方聚集在靠
28、近栅极下方聚集较多的电子，可以形较多的电子，可以形成成D和和S间的间的导电沟导电沟道道，如果加有漏源电，如果加有漏源电压，就可压，就可形成漏极电形成漏极电流流ID。在导电沟道中。在导电沟道中的电子，因与的电子，因与P型半型半导体的载流子空穴极导体的载流子空穴极性相反，故称为性相反，故称为反型反型层。层。VGS值越大，沟道内电子越多，沟道电阻越小，值越大，沟道内电子越多，沟道电阻越小，I D 越大。这样，越大。这样，就实现了输入电压就实现了输入电压 VGS 对输出电流对输出电流 I D 的控制。的控制。VGS对漏极电流对漏极电流的控制关系可用的控制关系可用转移特性曲线转移特性曲线描述。描述。UD
29、SUGS-UGS(th)c.当当VDS继续增加继续增加到使到使UDSUGS-UGS(th)时，预夹断点向源极端延伸时，预夹断点向源极端延伸成小的夹断区。由于预夹断区呈成小的夹断区。由于预夹断区呈现高阻，现高阻，ID基本不随基本不随VDS增加而变增加而变化化。其中，其中，VDS对对ID的影响，的影响，即即ID=f(VDS)VGS=const这一关系曲线这一关系曲线可用可用漏极输出特性曲线漏极输出特性曲线来描述。来描述。(二二)、特性曲线、特性曲线1、输入特性曲线、输入特性曲线2、漏极输出特性曲线、漏极输出特性曲线3、转移特性曲线、转移特性曲线描述描述VGSVGS(th)，VDS对对ID的影的影响
30、响 ID=f(VDS)VGS=constVGS对漏极电流对漏极电流ID的控制关系的控制关系 ID=f(VGS)VDS=const栅极电流和栅极电流和VGS间的关系，由于间的关系，由于G、S间有间有SiO2绝缘层，绝缘层，故栅极电流为零。输入特性不必考虑。故栅极电流为零。输入特性不必考虑。ID=f(VDS)VGS=const4.击穿区击穿区2、漏极输出特性曲线、漏极输出特性曲线1.夹断区，夹断区，VGSVGS-VGS(th)夹断区夹断区不同斜率的直线，不同斜率的直线，直线斜率为直线斜率为D和和S间的等效电阻。阻间的等效电阻。阻值和值和VGS、VDS有有关。关。iD随随VGS变变化而变化化而变化V
31、DS很大很大时，击穿时，击穿3、转移特性曲线、转移特性曲线 转移特性曲线的斜率转移特性曲线的斜率gm的大的大小反映了栅源电压对漏极电小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。流的控制作用。gm 的量纲为的量纲为mA/V，所以，所以gm也称为也称为跨导跨导。跨导的定义式如下：跨导的定义式如下：gm=ID/VGS VDS=const (单位单位mS)ID=f(VGS)VDS=constOV2GSUV3V5.3V4DIm A/15105DSU/V恒 流 区.OGSU4321/VDIm A/4321UGS(th)10VDSU从漏极输出特性曲线可以得到转移特性曲线，过程如下：从漏极输出特性曲线可以得到转移特
32、性曲线，过程如下：二、二、N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET是在栅极下是在栅极下方的方的SiO2绝缘层中掺入绝缘层中掺入了大量的金属正离子。了大量的金属正离子。所以当所以当VGS=0时，这些时，这些正离子已经在感应出反正离子已经在感应出反型层，在漏源之间形成型层，在漏源之间形成了沟道。于是只要有漏了沟道。于是只要有漏源电压，就有漏极电流源电压，就有漏极电流存在。存在。三、三、P沟道沟道MOSFETP沟道沟道MOSFET的工作原理与的工作原理与N沟道沟道MOSFET完全相同，只不过完全相同，只不过导电的载流子导电的载流子不同，不同，供供电电压极性不同电电压极性
33、不同而已。这如同双极型三极而已。这如同双极型三极管有管有NPN型和型和PNP型一样。型一样。曲线分五个区域：曲线分五个区域：（1）可变电阻区）可变电阻区（2）恒流区（放大区）恒流区（放大区）（3）截止区）截止区（4）击穿区）击穿区（5）过损耗区）过损耗区OV2GSUV3V5.3V4DImA/15105DSU/V恒流区.截止区截止区击穿区击穿区过损耗区过损耗区可变电阻区可变电阻区各类场效应三极管的特性曲线各类场效应三极管的特性曲线绝缘栅场效应管N沟沟道道增增强强型型P沟沟道道增增强强型型绝缘栅场效应管 N沟沟道道耗耗尽尽型型P 沟沟道道耗耗尽尽型型0.4.3 场效应晶体管的参数场效应晶体管的参数
34、1.开启电压开启电压VGS(th)增强型增强型场效应管参数，栅源电压小于开启电压的场效应管参数，栅源电压小于开启电压的绝对值绝对值,场效应管不能导通。场效应管不能导通。2.夹断电压夹断电压VGS(off)(或或VP)结型、耗尽型结型、耗尽型场效应管参数，场效应管参数，VGS=VGS(off)时时,漏极电流为零漏极电流为零3.饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS 耗尽型耗尽型场效应管参数，当场效应管参数，当VGS=0时所对应的漏极电流。时所对应的漏极电流。一、直流参数一、直流参数 4.输入电阻输入电阻RGS(DC)栅源输入电阻栅源输入电阻的典型值，的典型值，结型场效应三极管，反偏时结型场效应三极管，
35、反偏时RGS约大于约大于107，绝缘栅型场效应三极管绝缘栅型场效应三极管,RGS约是约是1091015。1.低频跨导低频跨导gm 栅压对漏极电流的控制作用，与晶体三极管的栅压对漏极电流的控制作用，与晶体三极管的 对应对应二、交流参数二、交流参数.constUGSDmDSuig2.极间电容极间电容Cgs(Cgd):13pF,Cds:0.11pF3.最大漏极功耗最大漏极功耗PDMPDM=VDS ID，与双极型三极管的，与双极型三极管的PCM相当相当。2.击穿电压击穿电压三、极限参数三、极限参数1.最大漏极电流最大漏极电流 IDM0.4.4 0.4.4 双极型和场效应型三极管的比较双极型和场效应型三
36、极管的比较 双极型三极管 场效应三极管结构结构 NPN型型 结型耗尽型结型耗尽型 N沟道、沟道、P沟道沟道 PNP型型 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 多子漂移多子漂移输入量输入量 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)双极型三极管 场效应三极管噪声噪声 较大较大 较小较小温度特性温度特性 受温度影响较大
37、受温度影响较大 较小，可有零温度系数点较小，可有零温度系数点输入电阻输入电阻 几十到几千欧姆几十到几千欧姆 几兆欧姆以上几兆欧姆以上静电影响静电影响 不受静电影响不受静电影响 易受静电影响易受静电影响集成工艺集成工艺 不易大规模集成不易大规模集成 适宜大规模和超大规模集适宜大规模和超大规模集成成 FET的的g,s,d分别和分别和三极管的三极管的b,e，c对应，作用相似。对应，作用相似。小 结1、杂质半导体与、杂质半导体与PN结结2、半导体二极管、半导体二极管3、半导体三极管、半导体三极管4、场效应管、场效应管单向导电性单向导电性N型半导体、型半导体、P型半导体型半导体PN结的单向导电性结的单向导电性电流控制电流，电流放大作用电流控制电流，电流放大作用截止区、放大区、饱和区截止区、放大区、饱和区电压控制电流电压控制电流截止区、恒流区、可变电阻区截止区、恒流区、可变电阻区
