半导体器件基础5.ppt

1、(3) 饱和区 曲线靠近纵轴附近, 各条输出特性曲线的上升部分属于饱和区。 在这个区域, 不同值的各条特性曲线几乎重叠在一起, 即当较小时, 管子的集电极电流基本上不随基极电流而变化, 这种现象称为饱和。此时三极管失去了放大作用, 或关系不成立。 一般认为CENE, 即CB时, 三极管处于临界饱和状态, 当CEBE时称为过饱和。三极管饱和时的管压降用CES表示。在深度饱和时, 小功率管管压降通常小于.V。 三极管工作在饱和区时, 发射结和集电结都处于正向偏置状态。对NPN三极管, 。,1.3.5 三极管的主要参数,(1) 共发射极交流电流放大系数。体现共射极接法之下的电流放大作用。,(2) 共

2、发射极直流电流放大系数。 由式(1 -15)得,(3) 共基极交流电流放大系数。体现共基极接法下的电流放大作用。 ,(4) 共基极直流电流放大系数。在忽略反向饱和电流时,2. 极间反向电流,图 1 - 36 三极管极间反向电流的测量,3极限参数,(1) 集电极最大允许电流。,图 1 - 37 与IC关系曲线,(2) 集电极最大允许功率损耗。当三极管工作时, 管子两端电压为, 集电极电流为, 因此集电极损耗的功率为,图 1 - 38 三极管的安全工作区,4. 反向击穿电压 CBO发射极开路时, 集电极-基极间的反向击穿电压。 CEO基极开路时, 集电极-发射极间的反向击穿电压。 CER基射极间接

3、有电阻时, 集电极-发射极间的反向 击穿电压。 CES基射极间短路时, 集电极-发射极间的反向击穿电压。 EBO集电极开路时, 发射极-基极间的反向击穿电压, 此 电压一般较小, 仅有几伏左右。 上述电压一般存在如下关系：,1.3.6 温度对三极管参数的影响,1. 温度对UBE的影响,2.温度对ICBO的影响 是由少数载流子形成的。当温度上升时,少数载流子增加, 故CBO也上升。其变化规律是, 温度每上升10, CBO约上升 1 倍。CEO随温度变化规律大致与CBO相同。 在输出特性曲线上, 温度上升, 曲线上移。,3温度对的影响 随温度升高而增大, 变化规律是：温度每升高, 值增大.%。在输

4、出特性曲线图上, 曲线间的距离随温度升高而增大。 综上所述：温度对、的影响, 均将使随温度上升而增加, 这将严重影响三极管的工作状态,1.4 场效应管,1.4.1结型场效应管,1.4.1.1结型场效应管的结构及工作原理 结型场效应管(JunctionFieldEffectTransistor)简称JFET，有N沟道JFET和P沟道JFET之分。图139给出了JFET的结构示意图及其表示符号。,图139结型场效应管的结构示意图及其表示符号 (a)N沟道JFET；(b)P沟道JFET,N沟道JFET，是在一根N型半导体棒两侧通过高浓度扩散制造两个重掺杂P+型区，形成两个PN结，将两个P+区接在一起

5、引出一个电极，称为栅极(Gate)，在两个PN结之间的N型半导体构成导电沟道。在N型半导体的两端各制造一个欧姆接触电极，这两个电极间加上一定电压，便在沟道中形成电场，在此电场作用下，形成由多数载流子自由电子产生的漂移电流。将电子发源端称为源极(Source)，接收端称为漏极(Drain)。在JFET中，源极和漏极是可以互换的。,如图140所示，如果在栅极和源极之间加上负的电压UGS，而在漏极和源极之间加上正的电压UDS，那么，在UDS作用下，电子将源源不断地由源极向漏极运动，形成漏极电流ID。因为栅源电压UGS为负，PN结反偏，在栅源间仅存在微弱的反向饱和电流，所以栅极电流IG0，源极电流IS

6、=ID。这就是结型场效应管输入阻抗很大的原因。,当栅源负压UGS加大时，PN结变厚，并向N区扩张，使导电沟道变窄，沟道电导率变小，电阻变大，在同样的UGS下， ID变小；反之，| UGS |变小，沟道变宽，沟道电阻变小， ID变大。当| UGS |加大到某一负压值时，两侧PN结扩张使沟道全部消失，此时， ID将变为零。我们称此时的栅源电压UGS为“夹断电压”，记为UGSoff。可见，栅源电压UGS的变化，将有效地控制漏极电流的变化，这就是JFET最重要的工作原理。,图140 栅源电压UGS对沟道及ID的控制作用示意图 (a) UGS =0，沟道最宽，ID最大； (b) UGS负压增大，沟道变窄

7、， ID减小； (c) UGS负压进一步增大，沟道夹断， ID =0,图32栅源电压UGS对沟道及ID的控制作用示意图 (a) UGS =0，沟道最宽，ID最大； (b) UGS负压增大，沟道变窄， ID减小； (c) UGS负压进一步增大，沟道夹断， ID =0,图32栅源电压UGS对沟道及ID的控制作用示意图 (a) UGS =0，沟道最宽，ID最大； (b) UGS负压增大，沟道变窄， ID减小； (c) UGS负压进一步增大，沟道夹断， ID =0,1.4.1.2结型场效应管的特性曲线 一、转移特性曲线 转移特性曲线表达在UDS一定时，栅源电压uGS对漏极电流iD的控制作用，即,理论分析和实测结果表明，iD与uGS符合平方律关系， 即,式中：IDSS饱和电流，表示uGS=0时的iD值； UGSoff夹断电压，表示uGS=UGSoff时iD为零。 转移特性曲线如图141(a)所示。 为了使输入阻抗大(不允许出现栅流iG)，也为了使栅源电压对沟道宽度及漏极电流有效地进行控制，PN结一定要反偏，所以在N沟道JFET中，uGS必须为负值。,图140 JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线,图141 JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线,二、输出特性曲线 输出特性曲线表达以UGS为参变量时iD与uDS的关