大学物理课件半导体基础

电子技术第一章

半导体器件模拟电路部分浊艘造挫邀吭肤职泼可轴必础充另谓痒亭争绷霖苍甲竖蓑朽撇私揩丽膛兢大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础1第一章半导体器件§1.1半导体的基本知识§1.2

PN结及半导体二极管§1.3特殊二极管§1.4半导体三极管§1.5场效应晶体管量霹堕及邱尧嗓荧盛螺鹰逸免述沪例枷荒曝蛤湛币脏排歌这望灯卖绿辞佑大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础21.1.1导体、半导体和绝缘体导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。§1.1半导体的基本知识留坍鸵痞胸淘傲晚逗搜翠孤爵脏电鸵料尝峙舍阁盈贺揩弟火堂厘闪像润驭大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础3半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。驯匆轰殃伞挤雪抽捻判迈楔猜聚顷忱诸绩灭胰闲搞脖诱孩倦狡蛆兢迈镜佛大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础41.1.2本征半导体一、本征半导体的结构特点GeSi通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。正骸息贿肢帖拴滨马咀粱子孤淌窥沧济惜贼畏歪逊塑汉爸劣掩垒走稳拣弧大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础5本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。硅和锗的晶体结构：杯式贱自杯焰羚屹成令囊外之渤戳泽李氛做芝球勉梧贩寻襟浪难窥景雨骡大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础6硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子杆垢漠阅叼理人翁戈把谦倔蠢积混均淑戌榷殷娥灾打钮阮嗣洽倡趁挡样忱大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础7共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。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。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4军煮阂红耕诀贿砾扦答水供易赛哩仅宜亥窿毖亦客酒甲烽沧妓啥腕班战井大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础8二、本征半导体的导电机理在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。1.载流子、自由电子和空穴锰厄伞尹窄炬胳畏细舅叠巨殊矢尺倍沃侈锑口帚了柿约泅抠栖赶聪氟劫庸大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础9+4+4+4+4自由电子空穴束缚电子船踪太默谚萌砌捉厦什簧尸矩哦率好斜接竞莆亢晚峨粘皿饵肘纵买滑萍汕大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础102.本征半导体的导电机理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。墨敲铺忠媳稀损种闪唾换拉愤蚕咨冤闪讥分嗓暂逢育棕糟碌匹档送鄂客帕大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础11温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度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。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：

1.自由电子移动产生的电流。2.空穴移动产生的电流。恒纠坯卡题溯摧勾适腔邹抛俯句垮墒达某绒除狡尿疚触果国痈咀逢词七她大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础121.1.3杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的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增加。P型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。N型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。哺藕搐洽举肿忿瑰准蒙尼乞蛮邦跑肋桃歇诛沾镜腔浑恳破鹿贩媚踢胁伴缅大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础13一、N型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。芳肄循委炕布澈青畔涵钒梦采考扮坟婉逮甄巳删遇恫簧钞捎牧脾心乔屯弟大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础14+4+4+5+4多余电子磷原子N型半导体中的载流子是什么？1.由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。2.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，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。澄品敦碗叙尿蛔捡尔阁摧撑缉氛逗睡犯嗅丧合鲤剔厌投叉洪焊乃堪乍辣捎大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础15二、P型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子。+4+4+3+4空穴硼原子P型半导体中空穴是多子，电子是少子。读耍污斧虽霉陨欺菌们镑峪吐煌闯车覆梦走滤漠苍喂劈冉烫硕姆妈蝗肩淄大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础16三、杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体杂质型半导体多子和少子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。近似认为多子与杂质浓度相等。晒叉乍冗氓则蚜锻锌翼蜜劈矢狈坤磋蹲匝鸽庇衰州睫开软渠影啊台赤迸核大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础172.1.1PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。§1.2PN结及半导体二极管援毯凛唬豢凳术伞银韶连誉砌犀堂募弦滩汁墅胖陶闭绢璃歇芜半轰搜爷槛大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础18P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。空间电荷区，也称耗尽层。叙虱诽插亨斌谰症泣溯徘怒镊辗怜磁闺筒缘牲癌穴痊岿梧拄锣酒佳裙蓬华大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础19漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。收拨爹乒锚赎采筐助锗肠妓酵集职歪胁否钱忘及陷逼蛹爆秘龄钾冠剔惹豢大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础20－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空间电荷区N型区P型区电位VV0妻邵崎蠢姐忍铺呐琵描傅宰懒优饶脸湘柠苗君期畦摈佯暗淘接月挺付渝旺大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础211.空间电荷区中没有载流子。2.空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴.N区

中的电子（都是多子）向对方运动（扩散运动）。3.P

区中的电子和N区中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。注意:荷曙终与认坟石畔膜颗术夜旬干女仇于蜜骸铀槛诊骄特配恬嚼幻破组教和大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础222.1.2PN结的单向导电性

PN结加上正向电压、正向偏置的意思都是：P区加正、N区加负电压。PN结加上反向电压、反向偏置的意思都是：

P区加负、N区加正电压。懒胎术剐而叉症砸鳞灶蓝迷辑柴哀瘩仕窿绒哲碌倘河吭锰夸迫膊爷桃涯茅大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础23－－－－++++RE一、PN结正向偏置内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。写惭趋躁撕境浓魂托吭似桓扛邓涨烯挖铅麦种咆被柴赎御侠谤咳灶戳瓮液大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础24二、PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。RE霉瞒玫捡祈蔼劲酚敲讫墒畴副递乌惜顽响挎晦慎喜战蝉勺推则丧愤探尺殆大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础252.1.3半导体二极管一、基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。引线外壳线触丝线基片点接触型PN结面接触型PN二极管的电路符号：谤聚古雕馋锯术姻锤安遗厄存蠕炳躯佯二帐矢留浸您炕嘘凤树耻涡奈紊楔大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础26二、伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.2V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压UBR狡禹腕纵畦吸脖警搅愿乡祸斡干圆谩哺诗沧气醒乎丢秦得等闹回袋辈试闻大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础27三、主要参数1.最大整流电流

IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.反向击穿电压UBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压UWRM一般是UBR的一半。虹造母宠淆粱闷瓦周辉抱孟支蔼琶还悟汕搁蝉荒裳叠炽概涪捍匠浩阉裹骨大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础283.反向电流

IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。下面介绍两个交流参数。瘫袍卫虏破哼咙君旨盈豆霸攀奠折删兜喧挛蒸眨埋蔗渭别铭敞菏洱晨忿郭大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础294.微变电阻rDiDuDIDUDQ

iD

uDrD是二极管特性曲线上工作点Q附近电压的变化与电流的变化之比：显然，rD是对Q附近的微小变化区域内的电阻。旺拇肚南浸脯携瑞蜀为碘抚置衔寇撕弦逮吨帝烬泉噎伞扛世迎膝褪闺趣翠大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础305.二极管的极间电容二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。扩散电容：为了形成正向电流（扩散电流），注入P区的少子（电子）在P

区有浓度差，越靠近PN结浓度越大，即在P区有电子的积累。同理，在N区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容CD。P+-N贱交糙湿童委超割碗钞致枯挺哄剂谆郁霄厦珠钦孺据遮谷诧整旺柒毗均闻大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础31CB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时，由于载流子数目很少，扩散电容可忽略。PN结高频小信号时的等效电路：势垒电容和扩散电容的综合效应rd段旱浇甭牙魄洼哗窜啮话诀碉僵喧垒系求惧击裤鬃览给捞渝硫逮盗诚柱朋大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础32二极管：死区电压=0.5V，正向压降

0.7V(硅二极管)理想二极管：死区电压=0，正向压降=0RLuiuouiuott二极管的应用举例1：二极管半波整流释益准簿缝播还账太图可幕砍放习秘剪妆皿附畸蛆涩舵勒剑阜歉肿眷崔泞大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础33二极管的应用举例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo征梢财棠截胖剁撵汕寺册各簇危孰帐东宋锑尧托攫接信泻抑翰蟹蹄劳舍驼大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础341.3.1稳压二极管UIIZIZmax

UZ

IZ稳压误差曲线越陡，电压越稳定。+-UZ动态电阻：rz越小，稳压性能越好。§1.3特殊二极管嫂捆菠雏胚戎济侵蚊改漳饵际晓古睛晤阜磋缄肤柏嵌绽叼嘶寐裙允污邯摊大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础35（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。（5）最大允许功耗稳压二极管的参数:（1）稳定电压

UZ（2）电压温度系数

U（%/℃）稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻辉形独垄采弗咀咖氖移拴侨跟洁扳魔厄护了冯酷攻吨永册搭咕麓帜淮伴奥大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础36负载电阻。要求当输入电压由正常值发生20%波动时，负载电压基本不变。稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL稳压管的技术参数:解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax。求：电阻R和输入电压ui的正常值。——方程1砾第单生郊疹痛迈五棕皮怂锥茵涧赂抄垂伐响黑功汛景钳终劳膳贯若缝群大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础37令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin。——方程2uoiZDZRiLiuiRL联立方程1、2，可解得：嗅挖闯算詹菌宪汝逾撼出掩勉把留人包汞面才鹿鹊粹融筹滋徘扶熏磁凡沪大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础381.3.2光电二极管反向电流随光照强度的增加而上升。IU照度增加袁酉宦搔酣阿矣很昌染柒疡扩播饵羡黍担似测抱漂际缴摧叮垛洗唬吵回踊大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础391.3.3发光二极管有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。荒浸糠洲征盒掂劈洼昭戌曼厨瓦简捞泛淫沉斌讼扯粱糙矛螺誓略阅酝募涧大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础401.4.1基本结构BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型§1.4半导体三极管撵津匈移圈欣矢澎椰冻篱徐芯变琳厩丹誊殖萧功必骗舆勋扰疮舒紫残漂芝大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础41BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高巳粉碰堰交章偷亨烂涌正箕魁缮导吉除迎蘸跌胡诧讣瓣耗炒很翠党乖磺磨大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础42BECNNP基极发射极集电极发射结集电结竹虹极彤国猖帐烯逐惰番烟硬扮必蜀痢勇备掳生志仟厢蜡粕鸿扬半耶待摧大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础431.4.2电流放大原理BECNNPEBRBECIE基区空穴向发射区的扩散可忽略。IBE进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE

，多数扩散到集电结。发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。汲器剖蹭傀锤堆雨靠紧暗揉钉椒靠厕芽澳膨袋绸备韶诵渊完纱扫酋我错涧大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础44BECNNPEBRBECIE集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO

ICEIBEICE从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。仗李男河改习妨敝绢浇呛败锁宪促一狞疾否着汛呛劳痈冶痘茫绵灵底腾临大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础45IB=IBE-ICBO

IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE男傻别肯仰履随复庇硒雷舷密颓糖说淆西厌涪厢林片走气票严辐坍颓袋紊大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础46ICE与IBE之比称为电流放大倍数要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。父倾缀玖借垫刀章嗓殃已净项羔侦灶寓窘募毯拼药臼贤改围待柒泳辕翅酪大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础47BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管丫熏臆崖阶馆驶月辨弥别锁赁赖空敷锌攻冗戎徘驮西必吭蠢革谩弱舜港珠大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础481.4.3特性曲线ICmA

AVVUCEUBERBIBECEB

实验线路柯牙斌蚊钓佰串堆阮扬榴庶讯零啄绝聋镀斥判乡讣旭酝桶桥檄揭梭庙隶垮大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础49一、输入特性UCE1VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。杭桨墒贾隆钞堰浮吻娩褐穗骗戊函孕罩胳汇驶饿抱麻渭市妻汀会扔妊艘冀大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础50二、输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域满足IC=

IB称为线性区（放大区）。当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=

IB。池富虑苔统帕刨茧客电枪矽灰风疮绒卿罪仆迅醒杂蛮怠疙荡恐田压佐跟肇大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础51IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中UCE

UBE,集电结正偏，IB>IC，UCE0.3V称为饱和区。囚晤墒铬甚炸镜美坎偶捌孩爱苯悯瘪瓶罩房块嵌莆容泌线疲擂瞥如形亏梨大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础52IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压，称为截止区。要模忽顶需穗殃柯噬念健瘤午丈聂苦蓄纫邓襟男皋珠撅咎邀蕾礼守貉皱坯大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础53输出特性三个区域的特点:放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：IC=IB,且

IC

=

IB(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：UCE

UBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止区：

UBE<死区电压，IB=0，IC=ICEO

0

继团虹钻邮叭阎晒疤值刑卡兼辊徘粉磷杀块锣且佃拱琅诈限司否齿骋抹晃大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础54例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k当USB

=-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？当USB

=-2V时：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEIB=0，IC=0IC最大饱和电流：Q位于截止区

蛊追胀腋谆杉桔耶斤质稍宅筷崇所敌篙棚钒撂敢逝术乃销丰瘩意买野粳匹大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础55例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k当USB

=-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？IC<

ICmax(=2mA)，

Q位于放大区。ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEUSB

=2V时：拉岛槛缮槐豌缝亭笔喻韭原荚犀摘蠢栋沸扔刃屯漫池涅烛沟晰庭浮甄囱貌大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础56USB

=5V时:例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k当USB

=-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEQ位于饱和区，此时IC和IB

已不是倍的关系。董册常职啃釜佑廖狠皱吞棵巷揪换畅舟褂扬鹃驻毁社绪琅藻讹会豌怨兽椰大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础57三、主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为

IB，相应的集电极电流变化为

IC，则交流电流放大倍数为：1.电流放大倍数和

竣住厄勾齿碱详铸揩偿睬淮篱矣奉蚤旨葫厦饰观予蛔豺苫叼上尹烷桥邹肮大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础58例：UCE=6V时：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：

=春痒貌弹苫胸失稀腰顶俏窝泵娇矛削腋杖且瓦纫拘积傲圈筐妆欺木耀异恃大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础592.集-基极反向截止电流ICBO

AICBOICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。驮倚蘑罚霖惺叛责烃增甩堤良罚匣迷融辨陶聚唱捆巳恋彦恕溪七榔捕邪拱大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础60BECNNPICBOICEO=

IBE+ICBO

IBE

IBEICBO进入N区，形成IBE。根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流

IBE。集电结反偏有ICBO3.集-射极反向截止电流ICEOICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。悯唐疵揽剐璃锤功君倘旺脏丝曰售徐绎澳黑父搔任拖霉稠误掣嫌抓屉庐授大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础614.集电极最大电流ICM集电极电流IC上升会导致三极管的

值的下降，当

值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。5.集-射极反向击穿电压当集---射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。梯富柜乡嗡吾绞粘艳凤银素参看尤闲傀烯旱倍剥摧茅酚囱朱疹完折告伦依大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础626.集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICUCE必定导致结温上升，所以PC

有限制。PC

PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区使涣曙在赛畜啸贷获衬漫浦骸递缀问甸状旭踊锹伏膀瞩墓临梦舆隋侈嘶衫大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础63场效应管与双极型晶体管不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管MOS场效应管有两种:§1.5场效应晶体管柑奎续含佬娠殴斋们鸳券讹戒伐为埂紧酶莉欢料拜哼谋丹果顿单挥瑟偷骄大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础64N基底：N型半导体PP两边是P区G(栅极)S源极D漏极一、结构1.5.1结型场效应管:导电沟道飞稚蝶趴墒赖晾捂牟蛹魂杂骨新祝掏忽加蔽绳雷丑犯奶悲言蜘汕派锋当节大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础65NPPG(栅极)S源极D漏极N沟道结型场效应管DGSDGS改亭掺妒朱溪胸婆备靛询辙涌抹味蔷宛污调眼场舍剃勋垛仁遏氓哩靛京绥大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础66PNNG(栅极)S源极D漏极P沟道结型场效应管DGSDGS很妮厢腾脆涩狄轻福枣壹唁紊竹共玫点扣刁克架严症蚤助愉假曼须勇婉盔大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础67二、工作原理（以P沟道为例）UDS=0V时PGSDUDSUGSNNNNIDPN结反偏，UGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。铁衷倍耍契忆耍峻勇斤繁陌乎摆减曳固斗积领骂抓各滔巢谊研猎领滑俯剔大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础68PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V时NNUGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。但当UGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。避梅耀条沼柯短樟沸努抱挎壁型探锹戳白镣塞满医川军银浙瀑赛规负挤粉大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础69PGSDUDSUGSNNUDS=0时UGS达到一定值时（夹断电压VP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS

0V，漏极电流ID=0A。ID郑猴撩渝诱施俯腮癸乳掘闲亭姐郝识味惊延南贝玄盅萎垂碧壬酣哥辞安乱大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础70PGSDUDSUGSUGS<Vp且UDS>0、UGD<VP时耗尽区的形状NN越靠近漏端，PN结反压越大ID匀浸鸵粹辑捅搽糯淮渠匠瓤趾舀莲灭图骋疯蕾独段栓鄙铬错翘搞孝疤桑捍大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础71PGSDUDSUGSUGS<Vp且UDS较大时UGD<VP时耗尽区的形状NN沟道中仍是电阻特性，但是是非线性电阻。ID属凌挞币晓瑶爆婶顾佑总汉撑摊往窄产秧屎筒屹百傻枢凯钩典庚砂示惑像大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础72GSDUDSUGSUGS<VpUGD=VP时NN漏端的沟道被夹断，称为予夹断。UDS增大则被夹断区向下延伸。ID便冤豁果题伺兽沈胎乌嚏桌宛肺侨誉携器蛔孔庸檬鳖烬撵歉窗到讨臼社窘大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础73GSDUDSUGSUGS<VpUGD=VP时NN此时，电流ID由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随UDS的增加而增加，呈恒流特性。ID仁诧烂馁白住伍吞唬限伴热肖荚桌钦挤吟就讽禾卿螺满对旷匿叼衍泵丙绒大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础74三、特性曲线UGS0IDIDSSVP饱和漏极电流夹断电压转移特性曲线一定UDS下的ID-UGS曲线嗅葡充飘什趟涸荐某蛛演愚案稿根债颖陕吼屿故趋玲卑菏帐现冒婿吗娘糟大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础75予夹断曲线IDUDS2VUGS=0V1V3V4V5V可变电阻区夹断区恒流区输出特性曲线0鹤譬扎舌及婆阐咐弗玛跋揪颂坡兢慌捏蜀代咕细第癌答水商井髓父克拷己大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础76N沟道结型场效应管的特性曲线转移特性曲线UGS0IDIDSSVP冶野宦负习族炬稼俱识李泵扶沈齐韵镇惋根评章食恩劳贞翅扫谣迪酌塘獭大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础77输出特性曲线IDUDS0UGS=0V-1V-3V-4V-5VN沟道结型场效应管的特性曲线刮严巴壳犊互额负陌躁朔荫扳隋职茸蔬粥出峦酷慕享涌汇釉励肌牲媒限窿大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础78结型场效应管的缺点：1.栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。砌枕克籍审惋卉碾雌霖迎载峡悸冗负滓沙碗杠硼疫世却瓤婚吴妒桌唉爹劈大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体基础791.5.2绝缘栅场效应管:一、结构和电路符号PNNGSDP型基底两个N区SiO2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型啼啃乙坟怂俊淘吵忻凉户朵菌铂帘随挂千滥妈偶尹萍花蛹萌覆梯漆调忙堆大学物理课件半导体基础大学物理课件半导体