模拟电子技术第二章-常见电子元件课件

第二章常见电子元件第二章常见电子元件2.1电阻、电容和电感的回顾2.2半导体基础知识2.3二极管2.4三极管2.5场效应管2.6其它半导体元件简介2.1电阻、电容和电感的回顾2.1电阻、电容和电感的回顾2.1.1电阻器

电阻用来限制通过它所连支路的电流大小，符号为“R”，电阻的单位是欧姆（Ω）。2.1.2电容器电容是一种储能元件，用字母“C”表示，电容的单位是法拉，简称法（F）。

2.1.3电感器电感也是储能元件，用字母“L”表示，在国际单位制里，电感的单位是亨利（H）。2.1电阻、电容和电感的回顾2.1.1电阻器2.2半导体基础知识导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，我们称之为半导体。2.2.1本征半导体高度提纯、晶体结构完整的单晶体叫做本征半导体。1、本征半导体的原子结构2.2半导体基础知识导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，2、本征半导体中的两种载流子当温度变化或有光辐射作用时，少数价电子获得足够的能量，可以克服共价键的束缚成为自由电子，同时，在原来的共价键中留下了一个空位，称为空穴。这种在光热激发下产生电子-空穴对的现象称为本征激发。在外电场的作用下，自由电子作定向运动，形成电子电流；空穴也作定向运动，并形成空穴电流。2、本征半导体中的两种载流子3、本征半导体的热平衡在半导体中，自由电子在运动过程中和空穴相遇就会填补空穴，重新被共价键束缚起来，自由电子-空穴成对消失，这种现象称为复合。本征激发产生自由电子-空穴对，复合使自由电子-空穴对消失。在一定的温度下，两者达到动态平衡，称为热平衡。热平衡时本征半导体中载流子浓度一定，并且自由电子与空穴的浓度相等。本征半导体的导电能力很弱。在一般使用的温度范围内，温度愈高，载流子浓度就愈高，导电性能也就愈好，因此本征半导体具有对温度的敏感性。利用这种敏感性，可制作热敏元件和光敏元件。3、本征半导体的热平衡2.2.2杂质半导体掺入杂质后的半导体叫杂质半导体。杂质半导体分为电子型半导体（N型半导体）和空穴型半导体（P型半导体）两种。1、N型半导体如图所示，在硅或锗的晶体中掺入少量五价元素原子。这种杂质半导体中的电子浓度高于空穴浓度，主要依靠电子导电，故称之为电子型半导体或N型半导体。2.2.2杂质半导体2、P型半导体如图所示，在硅或锗的晶体中掺入少量三价元素原子。这种杂质半导体中的空穴浓度高于电子浓度，主要依靠空穴导电，故称之为空穴型半导体或P型半导体。2、P型半导体2.2.3PN结的形成及特性PN结具有单向导电性，是构成各种半导体器件的基础。1、载流子的扩散和漂移运动（1）载流子的扩散运动在电中性的半导体中，当同一种载流子浓度有差别时，载流子将从浓度较高的区域向浓度较低的区域运动，这种运动叫扩散运动，由此引起的电流叫扩散电流。（2）载流子的漂移运动半导体在无外加电场时，电子和空穴均处于杂乱无章的热运动状态，且其运动方向是随机的，所以它们的平均移动速度为零，即不产生电流。在有电场作用时，载流子将作定向运动，这种运动叫漂移运动，由此引起的电流叫漂移电流。2.2.3PN结的形成及特性2、PN结的形成对一块半导体采用不同的掺杂工艺，使其一侧成为P型半导体，而另一侧成为N型半导体，在它们的交界面就会形成PN结。PN结的具体形成过程:1）由于浓度差引起的多子的扩散运动；2）由于内电场的作用形成的非平衡少子的漂移运动；3）动态平衡；2、PN结的形成PN结的具体形成过程:3、PN结的单向导电性P区接外加电压的正极，N区接负极，叫PN结的正向偏置，简称正偏。如图所示扩散电流超过漂移电流，最后形成正向电流。 P区接外加电压的负极，N区接正极，叫PN结的反向偏置，简称反偏。如图所示在电路中形成了少子漂移的反向电流，由于少子数量少，因此反向电流很小。3、PN结的单向导电性4、PN结的伏安特性PN结的导电特性可用下面的电流方程及曲线表示：4、PN结的伏安特性5、PN结的击穿特性当外加反向电压过高时，反向电流将突然增大，这种现象称为反向击穿。产生击穿时加在PN结上的反向电压称为反向击穿电压U(BR)。击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。齐纳击穿：在高掺杂的情况下，因耗尽层宽度很小，不大的反向电压就可在耗尽层形成很强的电场，而直接破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大，形成反向击穿。雪崩击穿：在材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场将随之增强。当电场增强到一定程度时，通过空间电荷区的电子将获得足够的能量并不断的与空间电荷区中的晶体原子发生碰撞，将束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子-空穴对。新产生的自由电子又会在电场作用下撞出其它价电子，产生更多新的自由电子-空穴对。如此连锁反应，使得空间电荷区中载流子的数量雪崩式地增加，流过PN结的电流就会急剧增大。5、PN结的击穿特性6、PN结的电容效应1.势垒电容

PN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，与电容的充放电相同，其等效电容称为势垒电容Cb。2.扩散电容

PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载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Cd。结电容：

结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性！6、PN结的电容效应1.势垒电容PN结外加电压变问题为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂，改善导电性能？为什么半导体器件的温度稳定性差？是多子还是少子是影响温度稳定性的主要因素？为什么半导体器件有最高工作频率？问题为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体，导2.3二极管二极管的结构和类型二极管的伏安特性、主要参数二极管电路的分析方法、应用稳压二极管工作原理及应用2.3二极管二极管的结构和类型2.3.1二极管的结构和类型将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。普通二极管按使用的半导体材料不同分为硅管和锗管；按结构形式不同，常用的有点接触型和平面型。玻璃管封装塑料封装金属封装大型金属封装2.3.1二极管的结构和类型玻璃管封装塑料封装金属封装大类型特点应用点接触性结面积小，结电容小，故结允许的电流小，最高工作频率高高频电路检波面接触性结面积大，结电容大，故结允许的电流大，最高工作频率低低频电路类型特点应用点接触性结面积小，结电容小，故结允许的电流小，最2.3.2二极管的伏安特性及电流方程材料开启电压导通电压反向饱和电流硅Si0.5V0.6~0.8V1µA以下锗Ge0.1V0.2~0.3V几十µA开启电压反向饱和电流击穿电压温度的电压当量二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。2.3.2二极管的伏安特性及电流方程材料开启电压导通电压反向模拟电子技术第二章-常见电子元件课件从二极管的伏安特性可以反映出：

1.单向导电性2.

伏安特性受温度影响T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓→反向饱和电流IS↑，U(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移正向特性为指数曲线反向特性为横轴的平行线增大1倍/10℃从二极管的伏安特性可以反映出：

1.单向导电性2.2.3.3二极管的主要电参数二极管的主要参数如下：（1）最大整流电流IF最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。（2）反向工作峰值电压URUR是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或三分之二。（3）反向电流ISIS是指在室温和最大反向电压下的反向电流。IS愈小，二极管的单向导电性愈好，IS对温度比较敏感。2.3.3二极管的主要电参数2.3.4二极管电路的分析方法1、二极管电路的静态分析a如果允许忽略导通压降，导通电阻及反向电流用此模型。b如果允许忽略导通电阻及反向电流用此模型。c如果允许反向电流用此模型。2.3.4二极管电路的分析方法a如果允许忽略导通压降，导【例2.1】图示电路中，二极管的UON=0.7V，R=1kΩ，试计算当ED分别为0V、1V和10V时，I的数值各是多大?解：将图中二极管用恒压源简化电路模型替代，可得到简化等效电路如图b。由图可见，当ED<UON时，理想二极管截止，回路无电流流过；当ED>UON时，理想二极管导通，回路电流可由下式求得。 由前面的分析可知：当ED=0V时，二极管截止，I=0当ED=1V时，二极管导通，当ED=10V，【例2.1】图示电路中，二极管的UON=0.7V，R=1k2、动态分析Q越高，rd越小。

当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻。ui=0时直流电源作用小信号作用静态电流2、动态分析Q越高，rd越小。当二极管在静态基础上【例2.2】图示电路中，2CP10是硅二极管，UON=0.7V，R=1kΩ，E=10V，ui=sinωt，求uO并画出其波形。解：（1）求电路中的直流电压和电流，确定二极管直流（静态）工作点Q（UDQ，IDQ）。二极管静态工作点的参数为：UDQ=UON=0.7V输出电压的直流部分：UO=E-0.7=9.3V【例2.2】图示电路中，2CP10是硅二极管，UON=0.7（2）确定电路中的交流量。在交流电压作用下，流过二极管的是交流电流，此时应采用二极管微变信号模型如图（b），即把二极管等效为交流电阻rd：输出电压的交流部分：（3）把直流量和交流量叠加，就可得出在E和ui共同作用时电路的输出电压uO。输出波形如图（c）。（2）确定电路中的交流量。2.3.5半导体二极管的应用举例1、整流应用把交流电压变换成直流电压的过程称为整流。图（a）是半波整流电路，输出为半周的正弦脉冲电压，显然含有直流成分，如图（b）所示。2.3.5半导体二极管的应用举例2、检波应用2、检波应用3、限幅应用限幅电路是防止输出电压超过给定值的电路，又称为削波电路。下图是双向削波电路，限制输出电压不超过±0.7V。3、限幅应用2.3.6稳压二极管1、稳压管的伏安特性稳压二极管（简称稳压管）是利用PN结击穿特性制作的元件，其伏安特性曲线如图(a)所示。稳压管的电路符号及其模型如图(b)。2.3.6稳压二极管2、稳压管的主要参数稳压管的主要参数有下面几个：（1）稳定电压UZ（2）稳定电流IZ

若稳压管的电流太小则不稳压，若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！（3）动态电阻

rz＝ΔUZ

/ΔIZ

反向伏安特性曲线愈陡，动态电阻愈小，稳压性能愈好。（4）电压温度系数αU（5）最大允许耗散功率PZM

＝IZM

UZ

2、稳压管的主要参数【例2.3】在图示稳压管稳压电路中，已知直流输入电压、稳压管的稳定电压及限流电阻值如图所示，则输出电压UO分别为多少？解：（1）由图（a）所示电路可知，稳压管工作在稳压状态，因此，UO=6V。（2）由图（b）所示电路可知，稳压管DZ1正偏导通，导通压降为0.7V；稳压管DZ2工作在稳压状态，因此，输出电压UO=0.7+UZ2=8.7V。【例2.3】在图示稳压管稳压电路中，已知直流输入电压、稳压思考1、将3V和6V的两个稳压管串并联进行组合，可得到几种稳压值？2、判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O两端电压UAO。设二极管是理想二极管。思考作业习题5（c）（d）习题6习题9

交作业时间3月12日!!!作业习题5（c）（d）2.4三极管一、三极管的结构及工作原理二、三极管的特性曲线三、三极管的主要参数四、三极管的直流模型、低频小信号模型2.4三极管一、三极管的结构及工作原理2.4三极管三极管是具有3个引脚的管子。但在电子技术中，通常三极管指由两个PN结组成的双极型器件，又称BJT。2.4三极管三极管是具有3个引脚的管子。但2.4.1三极管的结构及工作原理1、三极管的结构及符号根据半导体排列方式的不同，三极管又分NPN和PNP两种类型，如图（a）、（b）所示。由图可见每一种三极管都有三个区，分别是基区、发射区和集电区；三个极，基极B（或b）、发射极E（或e）和集电极C（或c）；两个结，发射结和集电结。2.4.1三极管的结构及工作原理根据半导体排列方式的不同多子浓度高多子浓度很低，且很薄面积大三极管的特性与这三个区的特点紧密相关。多子浓度高多子浓度很低，且很薄面积大三极管的特性与这三个区的2、三极管的工作原理（1）三极管内部载流子的运动主流：e区向b区扩散大量的电子，由于b区空穴浓度低且容积小，到达b区的电子只有少部分可以复合形成电流IBN，大量的电子以b区非平衡少子的形式被反偏的集电结电压漂移到c区形成ICN。次流1：b区向e区扩散空穴在e区复合形成电流IEP。次流2：因集电结反偏而形成的平衡少子漂移电流ICBO，此部分电流有c区流向b区的空穴及b区流向c区的电子。2、三极管的工作原理主流：e区向b区扩散大量的电子，由于b区（2）三极管的电流关系及控制作用

IE=IEN+IEPIB=IBN+IEP-ICBOIC=ICN+ICBO

IE=IB+IC

三极管共基直流电流放大系数实践证明：三极管几何尺寸及参杂浓度不同，ICN和IB’=IBN+IEP成不同的比例关系，定义该比例为三极管共射直流电流放大系数：表明：三极管是电流控制型器件（2）三极管的电流关系及控制作用2.4.2三极管的特性曲线三极管的特性曲线是用来表示三极管各极的电压和电流之间相互关系的，它反映出三极管的性能。1、三极管的输入特性曲线当UCE不变时，输入回路中的电流iB与电压uBE之间的关系曲线称为输入特性曲线，可表示为：图a三极管输入特性测试电路2.4.2三极管的特性曲线图a三极管输入特性测试电路为什么UCE增大曲线右移？

对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。为什么像PN结的伏安特性？为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？为什么UCE增大曲线右移？对于小功率晶体管，UCE大2、三极管的输出特性曲线

当IB不变时，输出回路中的电流iC与电压uCE之间的关系曲线称为输出特性曲线，可表示为：对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。2、三极管的输出特性曲线对应于一个IB就有一条iC随uCE变β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下?为什么uCE较小时iC随uCE变化很大？为什么进入放大状态曲线几乎是横轴的平行线？饱和区放大区截止区β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下晶体管的三个工作区域特点

晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流iC几乎仅仅决定于输入回路的电流iB，即可将输出回路等效为电流iB

控制的电流源iC

。状态uBEiCuCE条件截止＜Uon＜ICEOVCC两结反偏放大≥UonβiB≥uBE发射结正偏，集电结反偏饱和≥Uon＜βiB≤uBE两结正偏晶体管的三个工作区域特点晶体管工作在放大状态时，输1、测得某电路中工作在放大区的三极管的三个电极A、B、C的对地电位分别VA=-9V，VB=-6V，VC=-6.2V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c？并说明此三极管是NPN管还是PNP管。2、

某电路中工作在放大区的三极管三个电极A、B、C的电流如图所示，用万用表直流电流档测得IA=-2mA，IB=-0.04mA，IC=2.04mA，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c？并说明此三极管是NPN管还是PNP管。练习1、测得某电路中工作在放大区的三极管的三个电极A、B、C的对2.4.3三极管的主要电参数

直流参数：、、ICBO、ICEOc-e间击穿电压最大集电极电流最大集电极耗散功率，PCM＝iCuCE安全工作区交流参数：β、α、fT（使β＝1的信号频率）

极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO2.4.3三极管的主要电参数直流参数：、温度对三极管参数的影响：1）温度对ICBO的影响2）温度对输入特性的影响3）温度对输出特性的影响温度对输入特性和输出特性的影响温度对三极管参数的影响：温度对输入特性和输出特性的影响讨论一由图示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO

、β。2.7uCE=1V时的iC就是ICMU（BR）CEO讨论一由图示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO、β讨论二某三极管的极限参数ICM=100mA，PCM=150mW，V(BR)CEO=30V，若它的工作电压VCE=10V，则工作电流Ic不得超过多大？若工作电流Ic=1mA，则工作电压的极限值应为多少？解：，因此工作电流Ic不得超过15mA；，因为V(BR)CEO=30V，所以工作电压的极限值为30V。讨论二某三极管的极限参数ICM=100mA，PC2.4.4三极管的直流模型和中低频小信号等效模型半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。1、三极管的直流模型

进行直流分析时，工作在放大状态下的三极管，其输入端可用直流电压源等效，输出端可用受控电流源等效，共射接法下三极管简化直流电路模型可用下图表示。三极管简化直流电路模型2.4.4三极管的直流模型和中低频小信号等效模型三极管简2、三极管的微变等效模型(交流等效模型)（1）三极管的h参数。三极管在共射极接法时，可看成一个双口网络，如图a。图a视作双口网路的三极管ube=h11ib+h12uceic=h21ib+h22uce

对应各电量的微小增量，有：h11、h12、h21和h22就叫做三极管在共射接法下的h参数。混合参数2、三极管的微变等效模型(交流等效模型)图a视作双口网路的h参数的物理意义b-e间的动态电阻内反馈系数电流放大系数c-e间的电导h参数的物理意义b-e间的内反馈系数电流放大系数c-e间的电（2）三极管的h参数等效电路图a三极管中低频小信号电路模型电阻无量纲无量纲电导（2）三极管的h参数等效电路图a三极管中低频小信号电路模型图b三极管输入回路的分析下面给出rbe的求法。图b三极管输入回路的分析下面给出rbe的求法。(3)h参数的应用说明

动态分析中低频信号分析适合PNP(3)h参数的应用说明

动态分析例：如图所示，a、b两种电路，三极管为小功率硅管，图（c）、(d)为T1、T2的输出特性曲线。

（1）请根据图(c)和图(d)求出T1和T2的β1和β2。

（2）设计并计算出Rb和Rc的值，使T1、T2工作在放大区Q1(6V,10mA)、Q2(-6V,-10mA)。

(3)求出rbe1、rbe2并作出T1、T2的h参数等效电路。abcd例：如图所示，a、b两种电路，三极管为小功率硅管，图（c）、（1）请根据图(c)和图(d)求出T1和T2的β1和β2解：由图（c）、（d）可知：（2）设计并计算出Rb和Rc的值，使T1、T2工作在放大区Q1(6V,10mA)、Q2(-6V,-10mA)。

解：由（c）知：IBQ=10mA，ICQ=10mA，UCEQ=6V；由（d）知：IBQ=-0.5mA，ICQ=-10mA，UCEQ=-6V；（3）（1）请根据图(c)和图(d)求出T1和T2的β1和β2

2.5场效应管场效应管（FET-FieldEffectTransistor）:单极型器件，它是一种电压控制型器件，场效应管具有输入电阻大、功耗低、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等特点。目前场效应管已成为制造超大规模集成电路的主要器件。场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。按结构不同，场效应管可分为结型场效应管（JFET-JunctionFET）、绝缘栅型场效应管（IGFET-InsulatedGateFET）两大类。2.5场效应管场效应管（FET-FieldEffec2.5.1结型场效应管的结构及工作原理1、结型场效应管的结构及符号结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种类型，下图为N沟道和P沟道结型场效应管的结构示意图及符号。结型场效应管结构示意及符号2.5.1结型场效应管的结构及工作原理结型场效应管结构示(1)栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断

uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？UGS（off）夹断电压2、结型场效应管的工作原理uDS=0时uGS对导电沟道的控制作用(1)栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道(2)漏-源电压对漏极电流的影响uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。预夹断uGD＝UGS（off）

VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGD>UGS（off）uGD<UGS（off）(2)漏-源电压对漏极电流的影响uGS＞UGS（off）且不（3）uGS对iD的控制作用当uDS为一常量时，对应于不同的uGS，就有不同的iD，此时，可以通过改变uGS来控制iD的大小。可见，结型场效应管是一个电压控制器件。结论：结型场效应管正常工作，应在栅-源之间加反偏电压，在漏源之间加正向电压形成漏极电流。模拟电子技术第二章-常见电子元件课件g-s电压控制d-s的等效电阻1、输出特性曲线预夹断轨迹，uGD＝UGS（off）可变电阻区恒流区iD几乎仅决定于uGS击穿区夹断区（截止区）夹断电压IDSSΔiD不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。中低频跨导：2.5.2结型场效应管的特性曲线g-s电压控制d-s的等效电阻1、输出特性曲线预夹断轨迹，u2、转移特性曲线转移特性曲线用来描述uDS取一定值时，iD与uGS间的关系的曲线，它反映了栅源电压uGS对iD的控制作用，可表示为：结型场效应管的转移特性曲线在恒流区内转移特性可近似地表示为：（UGS(off)<uGS≤0）2、转移特性曲线结型场效应管的转移特性曲线在恒流区内转移特性2.5.3增强型MOS管 结型场效应管的输入电阻虽然可达106～109，但在要求输入电阻更高的场合，还是不能满足要求。另外，由于它的输入端完全由PN结担当，因此受温度影响会比较大。与结型场效应管不同，绝缘栅场效应管的栅极与半导体之间隔有二氧化硅（SiO2）绝缘介质，使栅极处于绝缘状态，因而它的输入电阻可高达1010以上。此外，绝缘栅场效应管制造工艺简单，适合于大规模及超大规模集成。绝缘栅场效应管因制造工业特点更多地被称为MOS管，MOS管又分为增强型和耗尽型两种。2.5.3增强型MOS管 增强型MOS管分为N沟道和P沟道两种。代表符号中的箭头方向表示由衬底与沟道的PN结方向确定。1、增强型MOS管的结构及符号增强型MOS管结构示意图及符号（a）(b)增强型MOS管分为N沟道和P沟道两种。1、增强型MOS管的结2、增强型MOS管的工作原理（1）uGS对沟道的控制作用 uGS对导电沟道的影响uGS＜uGS（th），不能形成导电沟道；uGS≥uGS（th），形成导电沟道。2、增强型MOS管的工作原理uGS对导电沟道的影响uGS＜uuGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响（2）uDS对iD的影响(b)uDS=uGS-UGS(th)(a)uDS<uGS-UGS(th)(c)uDS>uGS-UGS(th)用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响（2）3、增强型MOS管的特性曲线输出特性曲线也可分为可变电阻区、恒流区和截止区三部分。在恒流区内，iD与uGS的近似关系式为：(uGS>UGS(th))

N沟道增强型MOS管的特性曲线(a)输出特性(b)转移特性3、增强型MOS管的特性曲线在恒流区内，iD与uGS的近似关2.5.4耗尽型MOS管

耗尽型MOS管是在增强型MOS管技术的基础上产生的，下图（a）、（b）分别为N沟道耗尽型和P沟道耗尽型MOS管的符号，图（c）为N沟道耗尽型MOS管的结构示意图。耗尽型MOS管结构示意图及符号(a)(b)(c)N沟道结构示意图2.5.4耗尽型MOS管耗尽型MOS管结构示意图及符号(耗尽型MOS管uGS＞0(电场增强，沟道变厚，沟道电阻减小，在同样的漏源电压下，iD增大)；

uGS

＜0，电场削弱，沟道变薄，沟道电阻增大，在同样的漏源电压下，iD减小)；当︱uGS︳增大到能够抵消正离子的电场，反型层消失，iD=0，此时的uGS叫夹断电压uGS（off）；uGS

＝0时均可导通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在uGS＞0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。加正离子小到一定值才夹断uGS=0时就存在导电沟道耗尽型MOS管uGS＞0(电场增强，沟道变厚，沟道电阻减N沟道耗尽型MOS管的特性曲线N沟道耗尽型MOS管的特性曲线

工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＞0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＜0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？总结

工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性uGS=0可工作例：测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如表所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态(截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。管号UGS（th）/VUS/VUG/VUD/V工作状态T14－513T2－43310T3－4605恒流区截止区可变电阻区例：测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如表所示，它2.5.5场效应管的中低频小信号等效模型(b)场效应管的微变等效电路与晶体管的h参数等效模型类比：2.5.5场效应管的中低频小信号等效模型(b)场效应管的

gm的求法对于结型场效应管和耗尽型管：工作点gm的求法对于结型场效应管和耗尽型管：工作点2.5.6场效应管的主要参数及其它1、场效应管的主要参数（1）夹断电压UGS(off)，开启电压UGS(th)（2）饱和漏极电流IDSS（3）中低频跨导gm（4）极间电容Cgs、Cgd、Cds（5）最大漏源电压U(BR)DS（6）最大栅源电压U(BR)GS（7）漏极最大耗散功率PDM2.5.6场效应管的主要参数及其它2、场效应管与三极管的性能比较（1）场效应管是电压控制电流器件，其放大系数gm和三极管的电流放大系数相比，场效应管的放大系数较小。（2）场效应管栅极几乎没有电流，而三极管工作时基极总要吸取一定的电流，因此场效应管的输入电阻高，容易制作低功耗器件。（3）场效应管只有多子参与导电，三极管有多子和少子两种载流子参与导电，因少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，所以场效应管比三极管的温度稳定性好、抗辐射能力强。（4）场效应管在源极未与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大，β值将减小很多。（5）场效应管的噪声系数很小。用于低噪声放大电路。（6）场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开关电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少、热稳定性好、工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。模拟电子技术第二章-常见电子元件课件3、使用场效应管的注意事项（1）从场效应管的结构上看，其源极和漏极是对称的，因此源极和漏极可以互换。但有些场效应管在制造时已将衬底引线与源极连在一起，这种场效应管的源极和漏极就不能互换了。（2）当MOS管的衬底引线单独引出时，应将其接到电路中的零电位点，以保证沟道与衬底间的PN结处于反向偏置。（3）MOS管的栅极是绝缘的，感应电荷不易泄放，而且绝缘层很薄，极易击穿，所以栅极不能开路，存放时应将各电极短路。焊接时，电烙铁必须可靠接地，或者断电利用烙铁余热焊接，并注意对交流电场的屏蔽。模拟电子技术第二章-常见电子元件课件练习习题15、16练习习题15、16知识回顾KnowledgeReview祝您成功！知识回顾KnowledgeReview祝您成功！第二章常见电子元件第二章常见电子元件2.1电阻、电容和电感的回顾2.2半导体基础知识2.3二极管2.4三极管2.5场效应管2.6其它半导体元件简介2.1电阻、电容和电感的回顾2.1电阻、电容和电感的回顾2.1.1电阻器

电阻用来限制通过它所连支路的电流大小，符号为“R”，电阻的单位是欧姆（Ω）。2.1.2电容器电容是一种储能元件，用字母“C”表示，电容的单位是法拉，简称法（F）。

2.1.3电感器电感也是储能元件，用字母“L”表示，在国际单位制里，电感的单位是亨利（H）。2.1电阻、电容和电感的回顾2.1.1电阻器2.2半导体基础知识导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，我们称之为半导体。2.2.1本征半导体高度提纯、晶体结构完整的单晶体叫做本征半导体。1、本征半导体的原子结构2.2半导体基础知识导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，2、本征半导体中的两种载流子当温度变化或有光辐射作用时，少数价电子获得足够的能量，可以克服共价键的束缚成为自由电子，同时，在原来的共价键中留下了一个空位，称为空穴。这种在光热激发下产生电子-空穴对的现象称为本征激发。在外电场的作用下，自由电子作定向运动，形成电子电流；空穴也作定向运动，并形成空穴电流。2、本征半导体中的两种载流子3、本征半导体的热平衡在半导体中，自由电子在运动过程中和空穴相遇就会填补空穴，重新被共价键束缚起来，自由电子-空穴成对消失，这种现象称为复合。本征激发产生自由电子-空穴对，复合使自由电子-空穴对消失。在一定的温度下，两者达到动态平衡，称为热平衡。热平衡时本征半导体中载流子浓度一定，并且自由电子与空穴的浓度相等。本征半导体的导电能力很弱。在一般使用的温度范围内，温度愈高，载流子浓度就愈高，导电性能也就愈好，因此本征半导体具有对温度的敏感性。利用这种敏感性，可制作热敏元件和光敏元件。3、本征半导体的热平衡2.2.2杂质半导体掺入杂质后的半导体叫杂质半导体。杂质半导体分为电子型半导体（N型半导体）和空穴型半导体（P型半导体）两种。1、N型半导体如图所示，在硅或锗的晶体中掺入少量五价元素原子。这种杂质半导体中的电子浓度高于空穴浓度，主要依靠电子导电，故称之为电子型半导体或N型半导体。2.2.2杂质半导体2、P型半导体如图所示，在硅或锗的晶体中掺入少量三价元素原子。这种杂质半导体中的空穴浓度高于电子浓度，主要依靠空穴导电，故称之为空穴型半导体或P型半导体。2、P型半导体2.2.3PN结的形成及特性PN结具有单向导电性，是构成各种半导体器件的基础。1、载流子的扩散和漂移运动（1）载流子的扩散运动在电中性的半导体中，当同一种载流子浓度有差别时，载流子将从浓度较高的区域向浓度较低的区域运动，这种运动叫扩散运动，由此引起的电流叫扩散电流。（2）载流子的漂移运动半导体在无外加电场时，电子和空穴均处于杂乱无章的热运动状态，且其运动方向是随机的，所以它们的平均移动速度为零，即不产生电流。在有电场作用时，载流子将作定向运动，这种运动叫漂移运动，由此引起的电流叫漂移电流。2.2.3PN结的形成及特性2、PN结的形成对一块半导体采用不同的掺杂工艺，使其一侧成为P型半导体，而另一侧成为N型半导体，在它们的交界面就会形成PN结。PN结的具体形成过程:1）由于浓度差引起的多子的扩散运动；2）由于内电场的作用形成的非平衡少子的漂移运动；3）动态平衡；2、PN结的形成PN结的具体形成过程:3、PN结的单向导电性P区接外加电压的正极，N区接负极，叫PN结的正向偏置，简称正偏。如图所示扩散电流超过漂移电流，最后形成正向电流。 P区接外加电压的负极，N区接正极，叫PN结的反向偏置，简称反偏。如图所示在电路中形成了少子漂移的反向电流，由于少子数量少，因此反向电流很小。3、PN结的单向导电性4、PN结的伏安特性PN结的导电特性可用下面的电流方程及曲线表示：4、PN结的伏安特性5、PN结的击穿特性当外加反向电压过高时，反向电流将突然增大，这种现象称为反向击穿。产生击穿时加在PN结上的反向电压称为反向击穿电压U(BR)。击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。齐纳击穿：在高掺杂的情况下，因耗尽层宽度很小，不大的反向电压就可在耗尽层形成很强的电场，而直接破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大，形成反向击穿。雪崩击穿：在材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场将随之增强。当电场增强到一定程度时，通过空间电荷区的电子将获得足够的能量并不断的与空间电荷区中的晶体原子发生碰撞，将束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子-空穴对。新产生的自由电子又会在电场作用下撞出其它价电子，产生更多新的自由电子-空穴对。如此连锁反应，使得空间电荷区中载流子的数量雪崩式地增加，流过PN结的电流就会急剧增大。5、PN结的击穿特性6、PN结的电容效应1.势垒电容

PN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，与电容的充放电相同，其等效电容称为势垒电容Cb。2.扩散电容

PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载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Cd。结电容：

结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性！6、PN结的电容效应1.势垒电容PN结外加电压变问题为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂，改善导电性能？为什么半导体器件的温度稳定性差？是多子还是少子是影响温度稳定性的主要因素？为什么半导体器件有最高工作频率？问题为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体，导2.3二极管二极管的结构和类型二极管的伏安特性、主要参数二极管电路的分析方法、应用稳压二极管工作原理及应用2.3二极管二极管的结构和类型2.3.1二极管的结构和类型将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。普通二极管按使用的半导体材料不同分为硅管和锗管；按结构形式不同，常用的有点接触型和平面型。玻璃管封装塑料封装金属封装大型金属封装2.3.1二极管的结构和类型玻璃管封装塑料封装金属封装大类型特点应用点接触性结面积小，结电容小，故结允许的电流小，最高工作频率高高频电路检波面接触性结面积大，结电容大，故结允许的电流大，最高工作频率低低频电路类型特点应用点接触性结面积小，结电容小，故结允许的电流小，最2.3.2二极管的伏安特性及电流方程材料开启电压导通电压反向饱和电流硅Si0.5V0.6~0.8V1µA以下锗Ge0.1V0.2~0.3V几十µA开启电压反向饱和电流击穿电压温度的电压当量二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。2.3.2二极管的伏安特性及电流方程材料开启电压导通电压反向模拟电子技术第二章-常见电子元件课件从二极管的伏安特性可以反映出：

1.单向导电性2.

伏安特性受温度影响T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓→反向饱和电流IS↑，U(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移正向特性为指数曲线反向特性为横轴的平行线增大1倍/10℃从二极管的伏安特性可以反映出：

1.单向导电性2.2.3.3二极管的主要电参数二极管的主要参数如下：（1）最大整流电流IF最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。（2）反向工作峰值电压URUR是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或三分之二。（3）反向电流ISIS是指在室温和最大反向电压下的反向电流。IS愈小，二极管的单向导电性愈好，IS对温度比较敏感。2.3.3二极管的主要电参数2.3.4二极管电路的分析方法1、二极管电路的静态分析a如果允许忽略导通压降，导通电阻及反向电流用此模型。b如果允许忽略导通电阻及反向电流用此模型。c如果允许反向电流用此模型。2.3.4二极管电路的分析方法a如果允许忽略导通压降，导【例2.1】图示电路中，二极管的UON=0.7V，R=1kΩ，试计算当ED分别为0V、1V和10V时，I的数值各是多大?解：将图中二极管用恒压源简化电路模型替代，可得到简化等效电路如图b。由图可见，当ED<UON时，理想二极管截止，回路无电流流过；当ED>UON时，理想二极管导通，回路电流可由下式求得。 由前面的分析可知：当ED=0V时，二极管截止，I=0当ED=1V时，二极管导通，当ED=10V，【例2.1】图示电路中，二极管的UON=0.7V，R=1k2、动态分析Q越高，rd越小。

当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻。ui=0时直流电源作用小信号作用静态电流2、动态分析Q越高，rd越小。当二极管在静态基础上【例2.2】图示电路中，2CP10是硅二极管，UON=0.7V，R=1kΩ，E=10V，ui=sinωt，求uO并画出其波形。解：（1）求电路中的直流电压和电流，确定二极管直流（静态）工作点Q（UDQ，IDQ）。二极管静态工作点的参数为：UDQ=UON=0.7V输出电压的直流部分：UO=E-0.7=9.3V【例2.2】图示电路中，2CP10是硅二极管，UON=0.7（2）确定电路中的交流量。在交流电压作用下，流过二极管的是交流电流，此时应采用二极管微变信号模型如图（b），即把二极管等效为交流电阻rd：输出电压的交流部分：（3）把直流量和交流量叠加，就可得出在E和ui共同作用时电路的输出电压uO。输出波形如图（c）。（2）确定电路中的交流量。2.3.5半导体二极管的应用举例1、整流应用把交流电压变换成直流电压的过程称为整流。图（a）是半波整流电路，输出为半周的正弦脉冲电压，显然含有直流成分，如图（b）所示。2.3.5半导体二极管的应用举例2、检波应用2、检波应用3、限幅应用限幅电路是防止输出电压超过给定值的电路，又称为削波电路。下图是双向削波电路，限制输出电压不超过±0.7V。3、限幅应用2.3.6稳压二极管1、稳压管的伏安特性稳压二极管（简称稳压管）是利用PN结击穿特性制作的元件，其伏安特性曲线如图(a)所示。稳压管的电路符号及其模型如图(b)。2.3.6稳压二极管2、稳压管的主要参数稳压管的主要参数有下面几个：（1）稳定电压UZ（2）稳定电流IZ

若稳压管的电流太小则不稳压，若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！（3）动态电阻

rz＝ΔUZ

/ΔIZ

反向伏安特性曲线愈陡，动态电阻愈小，稳压性能愈好。（4）电压温度系数αU（5）最大允许耗散功率PZM

＝IZM

UZ

2、稳压管的主要参数【例2.3】在图示稳压管稳压电路中，已知直流输入电压、稳压管的稳定电压及限流电阻值如图所示，则输出电压UO分别为多少？解：（1）由图（a）所示电路可知，稳压管工作在稳压状态，因此，UO=6V。（2）由图（b）所示电路可知，稳压管DZ1正偏导通，导通压降为0.7V；稳压管DZ2工作在稳压状态，因此，输出电压UO=0.7+UZ2=8.7V。【例2.3】在图示稳压管稳压电路中，已知直流输入电压、稳压思考1、将3V和6V的两个稳压管串并联进行组合，可得到几种稳压值？2、判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O两端电压UAO。设二极管是理想二极管。思考作业习题5（c）（d）习题6习题9

交作业时间3月12日!!!作业习题5（c）（d）2.4三极管一、三极管的结构及工作原理二、三极管的特性曲线三、三极管的主要参数四、三极管的直流模型、低频小信号模型2.4三极管一、三极管的结构及工作原理2.4三极管三极管是具有3个引脚的管子。但在电子技术中，通常三极管指由两个PN结组成的双极型器件，又称BJT。2.4三极管三极管是具有3个引脚的管子。但2.4.1三极管的结构及工作原理1、三极管的结构及符号根据半导体排列方式的不同，三极管又分NPN和PNP两种类型，如图（a）、（b）所示。由图可见每一种三极管都有三个区，分别是基区、发射区和集电区；三个极，基极B（或b）、发射极E（或e）和集电极C（或c）；两个结，发射结和集电结。2.4.1三极管的结构及工作原理根据半导体排列方式的不同多子浓度高多子浓度很低，且很薄面积大三极管的特性与这三个区的特点紧密相关。多子浓度高多子浓度很低，且很薄面积大三极管的特性与这三个区的2、三极管的工作原理（1）三极管内部载流子的运动主流：e区向b区扩散大量的电子，由于b区空穴浓度低且容积小，到达b区的电子只有少部分可以复合形成电流IBN，大量的电子以b区非平衡少子的形式被反偏的集电结电压漂移到c区形成ICN。次流1：b区向e区扩散空穴在e区复合形成电流IEP。次流2：因集电结反偏而形成的平衡少子漂移电流ICBO，此部分电流有c区流向b区的空穴及b区流向c区的电子。2、三极管的工作原理主流：e区向b区扩散大量的电子，由于b区（2）三极管的电流关系及控制作用

IE=IEN+IEPIB=IBN+IEP-ICBOIC=ICN+ICBO

IE=IB+IC

三极管共基直流电流放大系数实践证明：三极管几何尺寸及参杂浓度不同，ICN和IB’=IBN+IEP成不同的比例关系，定义该比例为三极管共射直流电流放大系数：表明：三极管是电流控制型器件（2）三极管的电流关系及控制作用2.4.2三极管的特性曲线三极管的特性曲线是用来表示三极管各极的电压和电流之间相互关系的，它反映出三极管的性能。1、三极管的输入特性曲线当UCE不变时，输入回路中的电流iB与电压uBE之间的关系曲线称为输入特性曲线，可表示为：图a三极管输入特性测试电路2.4.2三极管的特性曲线图a三极管输入特性测试电路为什么UCE增大曲线右移？

对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。为什么像PN结的伏安特性？为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？为什么UCE增大曲线右移？对于小功率晶体管，UCE大2、三极管的输出特性曲线

当IB不变时，输出回路中的电流iC与电压uCE之间的关系曲线称为输出特性曲线，可表示为：对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。2、三极管的输出特性曲线对应于一个IB就有一条iC随uCE变β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下?为什么uCE较小时iC随uCE变化很大？为什么进入放大状态曲线几乎是横轴的平行线？饱和区放大区截止区β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下晶体管的三个工作区域特点

晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流iC几乎仅仅决定于输入回路的电流iB，即可将输出回路等效为电流iB

控制的电流源iC

。状态uBEiCuCE条件截止＜Uon＜ICEOVCC两结反偏放大≥UonβiB≥uBE发射结正偏，集电结反偏饱和≥Uon＜βiB≤uBE两结正偏晶体管的三个工作区域特点晶体管工作在放大状态时，输1、测得某电路中工作在放大区的三极管的三个电极A、B、C的对地电位分别VA=-9V，VB=-6V，VC=-6.2V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c？并说明此三极管是NPN管还是PNP管。2、

某电路中工作在放大区的三极管三个电极A、B、C的电流如图所示，用万用表直流电流档测得IA=-2mA，IB=-0.04mA，IC=2.04mA，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c？并说明此三极管是NPN管还是PNP管。练习1、测得某电路中工作在放大区的三极管的三个电极A、B、C的对2.4.3三极管的主要电参数

直流参数：、、ICBO、ICEOc-e间击穿电压最大集电极电流最大集电极耗散功率，PCM＝iCuCE安全工作区交流参数：β、α、fT（使β＝1的信号频率）

极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO2.4.3三极管的主要电参数直流参数：、温度对三极管参数的影响：1）温度对ICBO的影响2）温度对输入特性的影响3）温度对输出特性的影响温度对输入特性和输出特性的影响温度对三极管参数的影响：温度对输入特性和输出特性的影响讨论一由图示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO

、β。2.7uCE=1V时的iC就是ICMU（BR）CEO讨论一由图示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO、β讨论二某三极管的极限参数ICM=100mA，PCM=150mW，V(BR)CEO=30V，若它的工作电压VCE=10V，则工作电流Ic不得超过多大？若工作电流Ic=1mA，则工作电压的极限值应为多少？解：，因此工作电流Ic不得超过15mA；，因为V(BR)CEO=30V，所以工作电压的极限值为30V。讨论二某三极管的极限参数ICM=100mA，PC2.4.4三极管的直流模型和中低频小信号等效模型半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。1、三极管的直流模型

进行直流分析时，工作在放大状态下的三极管，其输入端可用直流电压源等效，输出端可用受控电流源等效，共射接法下三极管简化直流电路模型可用下图表示。三极管简化直流电路模型2.4.4三极管的直流模型和中低频小信号等效模型三极管简2、三极管的微变等效模型(交流等效模型)（1）三极管的h参数。三极管在共射极接法时，可看成一个双口网络，如图a。图a视作双口网路的三极管ube=h11ib+h12uceic=h21ib+h22uce

对应各电量的微小增量，有：h11、h12、h21和h22就叫做三极管在共射接法下的h参数。混合参数2、三极管的微变等效模型(交流等效模型)图a视作双口网路的h参数的物理意义b-e间的动态电阻内反馈系数电流放大系数c-e间的电导h参数的物理意义b-e间的内反馈系数电流放大系数c-e间的电（2）三极管的h参数等效电路图a三极管中低频小信号电路模型电阻无量纲无量纲电导（2）三极管的h参数等效电路图a三极管中低频小信号电路模型图b三极管输入回路的分析下面给出rbe的求法。图b三极管输入回路的分析下面给出rbe的求法。(3)h参数的应用说明

动态分析中低频信号分析适合PNP(3)h参数的应用说明

动态分析例：如图所示，a、b两种电路，三极管为小功率硅管，图（c）、(d)为T1、T2的输出特性曲线。

（1）请根据图(c)和图(d)求出T1和T2的β1和β2。

（2）设计并计算出Rb和Rc的值，使T1、T2工作在放大区Q1(6V,10mA)、Q2(-6V,-10mA)。

(3)求出rbe1、rbe2并作出T1、T2的h参数等效电路。abcd例：如图所示，a、b两种电路，三极管为小功率硅管，图（c）、（1）请根据图(c)和图(d)求出T1和T2的β1和β2解：由图（c）、（d）可知：（2）设计并计算出Rb和Rc的值，使T1、T2工作在放大区Q1(6V,10mA)、Q2(-6V,-10mA)。

解：由（c）知：IBQ=10mA，ICQ=10mA，UCEQ=6V；由（d）知：IBQ=-0.5mA，ICQ=-10mA，UCEQ=-6V；（3）（1）请根据图(c)和图(d)求出T1和T2的β1和β2

2.5场效应管场效应管（FET-FieldEffectTransistor）:单极型器件，它是一种电压控制型器件，场效应管具有输入电阻大、功耗低、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等特点。目前场效应管已成为制造超大规模集成电路的主要器件。场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。按结构不同，场效应管可分为结型场效应管（JFET-JunctionFET）、绝缘栅型场效应管（IGFET-InsulatedGateFET）两大类。2.5场效应管场效应管（FET-FieldEffec2.5.1结型场效应管的结构及工作原理1、结型场效应管的结构及符号结型场效应管又分为N沟道和P沟道两种类型，下图为N沟道和P沟道结型场效应管的结构示意图及符号。结型场效应管结构示意及符号2.5.1结型场效应管的结构及工作原理结型场效应管结构示(1)栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断

uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？UGS（off）夹断电压2、结型场效应管的工作原理uDS=0时uGS对导电沟道的控制作用(1)栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道(2)漏-源电压对漏极电流的影响uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。预夹断uGD＝UGS（off）

VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGD>UGS（off）uGD<UGS（off）(2)漏-源电压对漏极电流的影响uGS＞UGS（off）且不（3）uGS对iD的控制作用当uDS为一常量时，对应于不同的uGS，就有不同的iD，此时，可以通过改变uGS来控制iD的大小。可见，结型场效应管是一个电压控制器件。结论：结型场效应管正常工作，应在栅-源之间加反偏电压，在漏源之间加正向电压形成漏极电流。模拟电子技术第二章-常见电子元件课件g-s电压控制d-s的等效电阻1、输出特性曲线预夹断轨迹，uGD＝UGS（off）可变电阻区恒流区iD几乎仅决定于uGS击穿区夹断区（截止区）夹断电压IDSSΔiD不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。中低频跨导：2.5.2结型场效应管的特性曲线g-s电压控制d-s的等效电阻1、输出特性曲线预夹断轨迹，u2、转移特性曲线转移特性曲线用来描述uDS取一定值时，iD与uGS间的关系的曲线，它反映了栅源电压uGS对iD的控制作用，可表示为：结型场效应管的转移特性曲线在恒流区内转移特性可近似地表示为：（UGS(off)<uGS≤0）2、转移特性曲线结型场效应管的转移特性曲线在恒流区内转移特性2.5.3增强型MOS管 结型场效应管的输入电阻虽然可达106～109，但在要求输入电阻更高的场合，还是不能满足要求。另外，由于它的输入端完全由PN结担当，因此受温度影响会比较大。与结型场效应管不同，绝缘栅场效应管的栅极与半导体之间隔有二氧化硅（SiO2）绝缘介质，使栅极处于绝缘状态，因而它的输入电阻可高达1010以上。此外，绝缘栅场效应管制