二极管三极管和MOS管课件

1.1.2

二极管的特性和主要参数

1.1.3

二极管的电路模型1.1.4

稳压二极管1.1.1

PN结及其单向导电性1.1晶体二极管第1章上页下页返回1.1.2二极管的特性和主要参数1.1.3二极管的电路11.本征半导体

完全纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。它具有共价键结构。

锗和硅的原子结构单晶硅中的共价键结构价电子硅原子第1章上页下页翻页返回1.1.1

PN结及其单向导电特性1.本征半导体完全纯净锗和硅的原子结构单晶硅中的共2

在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电。空穴和自由电子都称为载流子。它们成对出现，成对消失。在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子本征激发第1章上页下页翻页返回空穴在半导在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子本32.N型半导体和P型半导体原理图P自由电子结构图磷原子正离子P+

在硅或锗中掺入少量的五价元素，如磷或砷、锑，则形成N型半导体。多余价电子少子多子正离子在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子第1章上页下页N型半导体翻页返回2.N型半导体和P型半导体原理图P自由电子结构图磷原子正离4

P型半导体

在硅或锗中掺入三价元素，如硼或铝、镓，则形成P型半导体。原理图BB-

硼原子负离子空穴填补空位结构图在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。多子少子负离子第1章上页下页

翻页返回P型半导体在硅或锗中原理图BB-硼原子负离子5

用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导体区域和N型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成一个PN结。P区N区P区的空穴向N区扩散并与电子复合N区的电子向P区扩散并与空穴复合空间电荷区内电场方向

3.PN结的形成第1章上页下页翻页返回用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导6空间电荷区内电场方向

在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡。P区N区多子扩散少子漂移第1章上页下页翻页返回空间电荷区内电场方向在一定条件下，多子扩散和少子7

在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定。内电场阻挡多子的扩散运动，推动少子的漂移运动。空间电荷区内电场方向PN多子扩散少子漂移结论：在PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。第1章上页下页翻页返回在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空84.PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变窄

P区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和

N区电子进入空间电荷区和一部分正离子中和扩散运动增强，形成较大的正向电流。第1章上页下页翻页外加正向电压返回4.PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变9外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽

内电场外电场少子越过PN结形成很小的反向电流IRE第1章上页下页翻页

外加反向电压N区P区返回外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽10由上述分析可知：PN结具有单向导电性

即在PN结上加正向电压时，PN结电阻很低，正向电流较大。（PN结处于导通状态）

加反向电压时，PN结电阻很高，反向电流很小。（PN结处于截止状态）切记第1章上页下页翻页返回由上述分析可知：PN结具有单向导电性即在PN结111.1.2二极管的特性和主要参数

1.结构

表示符号

面接触型点接触型引线触丝外壳N型锗片N型硅阳极引线PN结阴极引线金锑合金底座铝合金小球第1章上页下页阴极阳极D翻页返回1.1.2二极管的特性和主要参数表示符号面接触型点接触型12第1章上页下页翻页返回几种二极管外观图小功率二极管大功率二极管

发光二极管第1章上页下页翻页返回几种二极管外观图小功率二极管大功率二极132.二极管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向反向击穿电压死区电压U(BR)硅管的伏安特性I/μA第1章上页下页翻页返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V锗管的伏安特性I/μA死区电压死区电压：硅管约为：0.5V,锗管约为：0.1V。导通时的正向压降：硅管约为:0.6V～0.8V,锗管约为:0.2V～0.3V。常温下，反向饱和电流很小.当PN结温度升高时，反向电流明显增加。注意:2.二极管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020143.二极管的主要参数-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向反向击穿电压死区电压U(BR)I/μAU/V第1章上页下页最大整流电流IFM

最高反向电压URM

最高工作频率fM

最大反向电流IRM

翻页返回3.二极管的主要参数-40-20OI/mA604020-515第1章上页返回下页1.1.3二极管的电路模型

1.二极管的工作点EERUQIQER＋-＋D-UQU=E–RI工作点：Q翻页IUO第1章上页返回下页1.1.3二极管的电路模型1.二极管的16第1章上页返回下页二极管的静态电阻和动态电阻翻页静态电阻：UQIQRD=动态电阻：rD=UIIUUQIQQIUO第1章上页返回下页二极管的静态电阻和动态电阻翻页静态电阻：U17第1章上页返回下页IU2.二极管特性的折线近似及模型Q翻页U0NOPU=UON

+

rD

I二极管的电路模型+－UONrDDiI第1章上页返回下页IU2.二极管特性的折线近似及模型Q翻页U18稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。符号:DZ阴极阳极特点:(1)反向特性曲线比较陡(2)工作在反向击穿区1.1.4

稳压二极管第1章上页下页翻页返回I/mAU/V0UZIZIU＋-稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。符号:DZ阴极阳19稳压管的主要参数:第1章上页下页稳定电压UZ稳定电流IZ动态电阻rZ最大允许耗散功率PZ

M一般情况:高于6V的αUZ为负,低于6V的αUZ为正。电压温度系数αUZrz=△UZ/△IZ返回I/mAU/V0UZIZ翻页稳压管的主要参数:第1章上页下页稳定电压UZ稳定电流IZ动态20第1章上页下页本节结束返回稳压管构成的稳压电路

图中R为限流电阻，用来限制流过稳压管的电流。RL为负载电阻。UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ

由于稳压管工作在其反向特性端，因而在反向击穿的情况下可以保证负载两端的电压在一定的范围内基本保持不变。第1章上页下页本节结束返回稳压管构成的稳压电路图211.2

晶体三极管1.2.1基本结构和电流放大作用1.2.2特性曲线和主要参数1.2.3简化的小信号模型第1章上页下页返回1.2晶体三极管1.2.1基本结构和电流放大作用1.2221.2.1基本结构和电流放大作用NPN型PNP型CPNNNPPEEBB发射区集电区基区基区基极发射极集电结发射结发射结集电结集电区发射区集电极集电极C发射极基极BETCNPNBETCPNP第1章上页下页翻页返回1.2.1基本结构和电流放大作用NPN型PNP型CPNNN23晶体管的电流放大原理IEIBRBUBBICUCC输入电路输出电路公共端

晶体管具有电流放大作用的外部条件：发射结正向偏置集电结反向偏置NPN

管：

UBE>0

UBC<0即VC>VB>VERCBCE共发射极放大电路第1章上页下页翻页PNP

管：

UBE<0

UBC>0即VC<VB<VECEB返回晶体管的电流放大原理IEIBRBUBBICUCC输入电路输出24三极管的电流控制原理UBBRBIBICUCCRCNPIEN发射区向基区扩散电子电源负极向发射区补充电子形成发射极电流IE电子在基区的扩散与复合集电区收集电子电子流向电源正极形成ICEB正极拉走电子，补充被复合的空穴，形成IB第1章上页下页翻页返回三极管的电流控制原理UBBRBIBICUCCRCNPIEN发25由上所述可知:由于基区很薄且掺杂浓度小,电子在基区扩散的数量远远大于复合的数量。即：IC>>IB

或△IC>>△IB第1章上页下页翻页返回晶体管起电流放大作用，必须满足发射结正偏，集电结反偏的条件。3当基极电路由于外加电压或电阻改变而引起IB的微小变化时，必定使IC发生较大的变化。即三极管的基极电流对集电极电流具有控制作用。由上所述可知:由于基区很薄且掺杂浓度小,电子在基区扩散的数量261.2.2

特性曲线和主要参数1.输入特性曲线IB

=f(UBE)UCE=常数UCE≥1V第1章上页下页翻页返回IEIBRBUBICUCCRC＋--＋UBEUCEUBE/VIB/µAO1.2.2特性曲线和主要参数1.输入特性曲线IB=f27O2.晶体管输出特性曲线IC

=f

(UCE)|IB=

常数IB

减小IB增加UCEICIB

=20µAIB

=60µAIB

=40µA第1章上页下页翻页返回IEIBRBUBICUCCRC＋--＋UBEUCEO2.晶体管输出特性曲线IC=f(UCE)28晶体管输出特性曲线分三个工作区UCE

/VIC

/mA8060400IB=20µAO24681234截止区饱和区放大区第1章上页下页翻页返回晶体管输出特性曲线分三个工作区UCE/VIC/mA29

晶体管三个工作区的特点:放大区:截止区:饱和区:发射结正偏,集电结反偏有电流放大作用,IC=βIB输出曲线具有恒流特性发射结、集电结处于反偏失去电流放大作用,IC≈0晶体管C、E之间相当于开路发射结、集电结处于正偏失去放大作用晶体管C、E之间相当于短路第1章上页下页翻页返回晶体管三个工作区的特点:放大区:截止区:饱和30

3.主要参数集电极基极间反向饱和电流ICBO集电极发射极间穿透电流ICEOICEO=(1+β)ICBO交流电流放大系数β=△IC/△IB第1章上页下页直流电流放大系数β=IC/IB

电流放大系数

极间反向饱和电流翻页返回ICEOCBEµAµAICBOCEB3.主要参数集电极基极间反向饱和电流ICBO集电极发射31集电极最大允许电流ICM集-射反向击穿电压U(BR)CEO集电极最大允许耗散功率PCM过压区过流区安全工作区过损区PCM=ICUCEUCE/VU(BR)CEOIC/mAICMO使用时不允许超过这些极限参数.第1章上页下页翻页

极限参数返回集电极最大允许电流ICM集-射反向击穿电压U(BR)CE321.2.3

简化的小信号模型

三极管工作在放大状态时可用电路模型来表征它的特性。建立简化小信号模型的条件：1）三极管工作在放大状态;2)输入信号非常小（一般μA数量级）上页下页第1章翻页返回1.2.3简化的小信号模型三极管工作在放大33

rbe

=200Ω+（1+β）————26（mv）IE（mA）三极管微变等效模型的建立步骤：iB0uBEUce≥1VIB△IB△UBE第1章上页下页Q

输入回路微变等效电路翻页返回berbe△UBE△IBubeib=rbe=ibec+-+-uceubeicb26（mv）IE（mA）三极管微变等效模型的建立步骤：34输出回路微变等效电路iC

0uCEICQUCE∆IC"△UCEβ

=———△IB△IC

rce=———△I``C△UCE第1章上页下页翻页iC=βib

返回icβ=ib受控恒流源△IC△IBCeβibrce输出回路微变等效电路iC0uCEICQUCE∆IC"△U35e第1章上页下页返回ibec+-+-uceubeicbebibicrceβib等效模型cuceuberbe+–+–bibiCcβib简化模型ubeucerbe–++–本节结束e第1章上页下页返回ibec+-+-uceubeicbebi361.3

绝缘栅场效应晶体管1.3.1

基本结构和工作原理第1章上页下页返回1.3.2

特性曲线和主要参数1.3.3

简化的小信号模型概述1.3绝缘栅场效应晶体管1.3.1基本结构和工作原理第137第1章上页下页返回翻页

场效应晶体管是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，绝缘栅型场效应管的应用最为广泛，这种场效应管又称为金属－氧化物－半导体场效应晶体管（MOS）。P沟道增强型耗尽型N沟道增强型耗尽型

按其导电类型可将场效应晶体管分为N沟道和P沟道两种，按其导电沟道的形成过程可分为耗尽型和增强型两种。

因而就出现了四种不同形式的场效应晶体管，它们是：第1章上页下页返回翻页场效应晶体管是利用电场381.3.1

基本结构和工作原理1.结构BG栅极D漏极SiO2BDGSP型硅衬底S源极N沟道增强型结构示意图图形符号第1章上页下页返回N+N+翻页1.3.1基本结构和工作原理1.结构BG栅极D漏极SiO2392.工作原理

D与S之间是两个PN结反向串联，无论D与S之间加什么极性的电压，漏极电流均接近于零。(1)UGS=0结构示意图衬底引线BUDSID=0GDSP型硅衬底SiO2栅源电压对导电沟道的控制作用第1章上页下页N+N+翻页返回2.工作原理D与S之间是两个(1)UGS=0结构40(2)0<UGS<UGS(th)

由栅极指向衬底方向的电场使空穴向下移动,电子向上移动。UDSSiO2GDSB结构示意图P型硅衬底N+N+ID=0UGS

在P型衬底表面形成耗尽层。第1章上页下页翻页返回(2)0<UGS<UGS(th)由栅极指向41(3)UGS>UGS(th)

栅极下P型半导体表面形成N型导电沟道。

当D、S加上正向电压后可产生漏极电流ID。

N+N+SiO2GDS耗尽层BP型硅衬底UGSN型导电沟道ID第1章上页下页翻页返回UDS(3)UGS>UGS(th)栅极下P型半导体表42由上述讨论可知:

UGS愈大，导电沟道愈厚,在UDS电压作用下,电流ID愈大。即通过改变电压UGS的大小可以改变漏极电流ID的大小。

随着栅极电压UGS的增加，导电沟道不断增加的场效管称为增强型场效应管。

场效应管只有一种载流子参与导电,故称为单极型晶体管。普通晶体管中空穴和电子两种载流子参与导电称之为双极型晶体管。上页第1章翻页返回下页由上述讨论可知:UGS愈大，导电沟道愈厚,在U43上页第1章翻页返回下页0UDS/v10201234ID/mAUGS=0VUGS=-1VUGS=-2VUGS=1V可变电阻区

线性放大区N沟道耗尽型MOS管的特性曲线ID/mA0UGS/V-212UDS

=10VIDSS输出特性转移特性1.3.2

特性曲线和主要参数上页第1章翻页返回下页0UDS/v10201234ID/44上页第1章翻页返回下页增强型MOS管的转移特性NMOS管PMOS管UGS

0IDUGS（th）UGS

0IDUGS（th）上页第1章翻页返回下页增强型MOS管的转移特性NMOS管PM45主要参数上页第1章翻页返回下页夹断电压UGS(off)：是耗尽型场效应管当ID为一微小电流时的栅源电压。*最大漏源击穿电压U(BR)DS:漏极和源极之间的击穿电压。*最大漏极电流IDM，最大耗散功率PDM

。*低频跨导gm：在UDS为某一固定值时，漏极电流的微小变化和相应的栅源输入电压变化量之比。*栅源直流输入电阻RGS：栅源电压和栅极电流的比值。*开启电压UGS(th)：是增强型场效应管当漏源之间出现导电沟道时的栅源电压。*饱和漏电流IDSS：耗尽型场效应管在UGS=0的情况下，当漏源电压大于夹断电压时的漏极电流。*主要参数上页第1章翻页返回下页夹断电压UGS(off)：是耗46第1章上页返回简化模型BGSD1.3.3

简化的小信号模型SDUGS+–GgmUGSID由于MOS管的栅源输入电阻很大，故可认为G、S间是开路的。说明本章结束第1章上页返回简化模型BGSD1.3.3简化的小信号模型S471.1.2

二极管的特性和主要参数

1.1.3

二极管的电路模型1.1.4

稳压二极管1.1.1

PN结及其单向导电性1.1晶体二极管第1章上页下页返回1.1.2二极管的特性和主要参数1.1.3二极管的电路481.本征半导体

完全纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。它具有共价键结构。

锗和硅的原子结构单晶硅中的共价键结构价电子硅原子第1章上页下页翻页返回1.1.1

PN结及其单向导电特性1.本征半导体完全纯净锗和硅的原子结构单晶硅中的共49

在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电。空穴和自由电子都称为载流子。它们成对出现，成对消失。在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子本征激发第1章上页下页翻页返回空穴在半导在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子本502.N型半导体和P型半导体原理图P自由电子结构图磷原子正离子P+

在硅或锗中掺入少量的五价元素，如磷或砷、锑，则形成N型半导体。多余价电子少子多子正离子在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子第1章上页下页N型半导体翻页返回2.N型半导体和P型半导体原理图P自由电子结构图磷原子正离51

P型半导体

在硅或锗中掺入三价元素，如硼或铝、镓，则形成P型半导体。原理图BB-

硼原子负离子空穴填补空位结构图在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。多子少子负离子第1章上页下页

翻页返回P型半导体在硅或锗中原理图BB-硼原子负离子52

用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导体区域和N型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成一个PN结。P区N区P区的空穴向N区扩散并与电子复合N区的电子向P区扩散并与空穴复合空间电荷区内电场方向

3.PN结的形成第1章上页下页翻页返回用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导53空间电荷区内电场方向

在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡。P区N区多子扩散少子漂移第1章上页下页翻页返回空间电荷区内电场方向在一定条件下，多子扩散和少子54

在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定。内电场阻挡多子的扩散运动，推动少子的漂移运动。空间电荷区内电场方向PN多子扩散少子漂移结论：在PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。第1章上页下页翻页返回在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空554.PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变窄

P区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和

N区电子进入空间电荷区和一部分正离子中和扩散运动增强，形成较大的正向电流。第1章上页下页翻页外加正向电压返回4.PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变56外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽

内电场外电场少子越过PN结形成很小的反向电流IRE第1章上页下页翻页

外加反向电压N区P区返回外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽57由上述分析可知：PN结具有单向导电性

即在PN结上加正向电压时，PN结电阻很低，正向电流较大。（PN结处于导通状态）

加反向电压时，PN结电阻很高，反向电流很小。（PN结处于截止状态）切记第1章上页下页翻页返回由上述分析可知：PN结具有单向导电性即在PN结581.1.2二极管的特性和主要参数

1.结构

表示符号

面接触型点接触型引线触丝外壳N型锗片N型硅阳极引线PN结阴极引线金锑合金底座铝合金小球第1章上页下页阴极阳极D翻页返回1.1.2二极管的特性和主要参数表示符号面接触型点接触型59第1章上页下页翻页返回几种二极管外观图小功率二极管大功率二极管

发光二极管第1章上页下页翻页返回几种二极管外观图小功率二极管大功率二极602.二极管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向反向击穿电压死区电压U(BR)硅管的伏安特性I/μA第1章上页下页翻页返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V锗管的伏安特性I/μA死区电压死区电压：硅管约为：0.5V,锗管约为：0.1V。导通时的正向压降：硅管约为:0.6V～0.8V,锗管约为:0.2V～0.3V。常温下，反向饱和电流很小.当PN结温度升高时，反向电流明显增加。注意:2.二极管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020613.二极管的主要参数-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向反向击穿电压死区电压U(BR)I/μAU/V第1章上页下页最大整流电流IFM

最高反向电压URM

最高工作频率fM

最大反向电流IRM

翻页返回3.二极管的主要参数-40-20OI/mA604020-562第1章上页返回下页1.1.3二极管的电路模型

1.二极管的工作点EERUQIQER＋-＋D-UQU=E–RI工作点：Q翻页IUO第1章上页返回下页1.1.3二极管的电路模型1.二极管的63第1章上页返回下页二极管的静态电阻和动态电阻翻页静态电阻：UQIQRD=动态电阻：rD=UIIUUQIQQIUO第1章上页返回下页二极管的静态电阻和动态电阻翻页静态电阻：U64第1章上页返回下页IU2.二极管特性的折线近似及模型Q翻页U0NOPU=UON

+

rD

I二极管的电路模型+－UONrDDiI第1章上页返回下页IU2.二极管特性的折线近似及模型Q翻页U65稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。符号:DZ阴极阳极特点:(1)反向特性曲线比较陡(2)工作在反向击穿区1.1.4

稳压二极管第1章上页下页翻页返回I/mAU/V0UZIZIU＋-稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。符号:DZ阴极阳66稳压管的主要参数:第1章上页下页稳定电压UZ稳定电流IZ动态电阻rZ最大允许耗散功率PZ

M一般情况:高于6V的αUZ为负,低于6V的αUZ为正。电压温度系数αUZrz=△UZ/△IZ返回I/mAU/V0UZIZ翻页稳压管的主要参数:第1章上页下页稳定电压UZ稳定电流IZ动态67第1章上页下页本节结束返回稳压管构成的稳压电路

图中R为限流电阻，用来限制流过稳压管的电流。RL为负载电阻。UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ

由于稳压管工作在其反向特性端，因而在反向击穿的情况下可以保证负载两端的电压在一定的范围内基本保持不变。第1章上页下页本节结束返回稳压管构成的稳压电路图681.2

晶体三极管1.2.1基本结构和电流放大作用1.2.2特性曲线和主要参数1.2.3简化的小信号模型第1章上页下页返回1.2晶体三极管1.2.1基本结构和电流放大作用1.2691.2.1基本结构和电流放大作用NPN型PNP型CPNNNPPEEBB发射区集电区基区基区基极发射极集电结发射结发射结集电结集电区发射区集电极集电极C发射极基极BETCNPNBETCPNP第1章上页下页翻页返回1.2.1基本结构和电流放大作用NPN型PNP型CPNNN70晶体管的电流放大原理IEIBRBUBBICUCC输入电路输出电路公共端

晶体管具有电流放大作用的外部条件：发射结正向偏置集电结反向偏置NPN

管：

UBE>0

UBC<0即VC>VB>VERCBCE共发射极放大电路第1章上页下页翻页PNP

管：

UBE<0

UBC>0即VC<VB<VECEB返回晶体管的电流放大原理IEIBRBUBBICUCC输入电路输出71三极管的电流控制原理UBBRBIBICUCCRCNPIEN发射区向基区扩散电子电源负极向发射区补充电子形成发射极电流IE电子在基区的扩散与复合集电区收集电子电子流向电源正极形成ICEB正极拉走电子，补充被复合的空穴，形成IB第1章上页下页翻页返回三极管的电流控制原理UBBRBIBICUCCRCNPIEN发72由上所述可知:由于基区很薄且掺杂浓度小,电子在基区扩散的数量远远大于复合的数量。即：IC>>IB

或△IC>>△IB第1章上页下页翻页返回晶体管起电流放大作用，必须满足发射结正偏，集电结反偏的条件。3当基极电路由于外加电压或电阻改变而引起IB的微小变化时，必定使IC发生较大的变化。即三极管的基极电流对集电极电流具有控制作用。由上所述可知:由于基区很薄且掺杂浓度小,电子在基区扩散的数量731.2.2

特性曲线和主要参数1.输入特性曲线IB

=f(UBE)UCE=常数UCE≥1V第1章上页下页翻页返回IEIBRBUBICUCCRC＋--＋UBEUCEUBE/VIB/µAO1.2.2特性曲线和主要参数1.输入特性曲线IB=f74O2.晶体管输出特性曲线IC

=f

(UCE)|IB=

常数IB

减小IB增加UCEICIB

=20µAIB

=60µAIB

=40µA第1章上页下页翻页返回IEIBRBUBICUCCRC＋--＋UBEUCEO2.晶体管输出特性曲线IC=f(UCE)75晶体管输出特性曲线分三个工作区UCE

/VIC

/mA8060400IB=20µAO24681234截止区饱和区放大区第1章上页下页翻页返回晶体管输出特性曲线分三个工作区UCE/VIC/mA76

晶体管三个工作区的特点:放大区:截止区:饱和区:发射结正偏,集电结反偏有电流放大作用,IC=βIB输出曲线具有恒流特性发射结、集电结处于反偏失去电流放大作用,IC≈0晶体管C、E之间相当于开路发射结、集电结处于正偏失去放大作用晶体管C、E之间相当于短路第1章上页下页翻页返回晶体管三个工作区的特点:放大区:截止区:饱和77

3.主要参数集电极基极间反向饱和电流ICBO集电极发射极间穿透电流ICEOICEO=(1+β)ICBO交流电流放大系数β=△IC/△IB第1章上页下页直流电流放大系数β=IC/IB

电流放大系数

极间反向饱和电流翻页返回ICEOCBEµAµAICBOCEB3.主要参数集电极基极间反向饱和电流ICBO集电极发射78集电极最大允许电流ICM集-射反向击穿电压U(BR)CEO集电极最大允许耗散功率PCM过压区过流区安全工作区过损区PCM=ICUCEUCE/VU(BR)CEOIC/mAICMO使用时不允许超过这些极限参数.第1章上页下页翻页

极限参数返回集电极最大允许电流ICM集-射反向击穿电压U(BR)CE791.2.3

简化的小信号模型

三极管工作在放大状态时可用电路模型来表征它的特性。建立简化小信号模型的条件：1）三极管工作在放大状态;2)输入信号非常小（一般μA数量级）上页下页第1章翻页返回1.2.3简化的小信号模型三极管工作在放大80

rbe

=200Ω+（1+β）————26（mv）IE（mA）三极管微变等效模型的建立步骤：iB0uBEUce≥1VIB△IB△UBE第1章上页下页Q

输入回路微变等效电路翻页返回berbe△UBE△IBubeib=rbe=ibec+-+-uceubeicb26（mv）IE（mA）三极管微变等效模型的建立步骤：81输出回路微变等效电路iC

0uCEICQUCE∆IC"△UCEβ

=———△IB△IC

rce=———△I``C△UCE第1章上页下页翻页iC=βib

返回icβ=ib受控恒流源△IC△IBCeβibrce输出回路微变等效电路iC0uCEICQUCE∆IC"△U82e第1章上页下页返回ibec+-+-uceubeicbebibicrceβib等效模型cuceuberbe+–+–bibiCcβib简化模型ubeucerbe–++–本节结束e第1章上页下页返回ibec+-+-uceubeicbebi831.3

绝缘栅场效应晶体管1.3.1

基本结构和工作原理第1章上页下页返回1.3.2

特性曲线和主要参数1.3.3

简化的小信号模型概述1.3绝缘栅场效应晶体管1.3.1基本结构和工作原理第184第1章上页下页返回翻页

场效应晶体管是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，绝缘栅型场效应管的应用最为广泛，这种场效应管又称为金属－氧化物－半导体场效应晶体管（MOS）。P沟道增强型耗尽型N沟道增强型耗尽型

按其导电类型可将场效应晶体管分为N沟道和P沟道两种，按其导电沟道的形成过程可分为耗尽型和增强型两种。

因而就出现了四种不同形式的场效应晶体管，它们是：第1章上页下页返回翻页场效应晶体管是利用电场851.3.1

基本结构和工作原理1.结构BG栅极D漏极SiO2BDGSP型硅衬底S源极N沟道增强型结构示意图图形符号第1章上页下页返回N+N+翻页1.3.1基本结构和工作原理