第一章 半导体器件基础 (2)PPT讲稿.ppt

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1、第一章 半导体器件基础1第1页，共120页，编辑于2022年，星期二导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属一般都是导体。金属一般都是导体。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为体之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。镓和一些硫化物、氧化物等。1.1 半导体的导电特性半导体的导电特性2第2页，共120页，编辑于2022年

2、，星期二半导体半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具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：有不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使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。它的导电能力明显改变。1.1.掺杂性掺杂性2.2.热敏性和光敏性热敏性和光敏性3第3页，共120页，编辑于2022年，星期二1.1.1 1.1.1 本征半导体本征半导体（纯净和具有晶体结构的半导体）（纯净和具有晶体结构的半导体）一、本征半导体的结构特点一、本征半导体的

3、结构特点GeGeSiSi现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外现代电子学中，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。层电子（价电子）都是四个。4第4页，共120页，编辑于2022年，星期二在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成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子之间形成共价键共价键，共用一对价电子。，共用一对价电子。硅和锗的晶硅和锗的晶体结构体结构：通过一定的工艺过程，

4、可以将半导体制成通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体晶体。5第5页，共120页，编辑于2022年，星期二硅和锗的共价键结构硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子6第6页，共120页，编辑于2022年，星期二共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚束缚电子电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子自由电子，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。的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子

5、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。共价键有很强的结合力，使原子规则共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。排列，形成晶体。+4+4+4+47第7页，共120页，编辑于2022年，星期二二、本征半导体的导电机理二、本征半导体的导电机理在绝对在绝对0 0度（度（T T=0K=0K）和没有外界激发时）和没有外界激发时,价电子完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（即电粒子（即载流子载流子），它的导电能力为），它的导电能力为 0 0，相当于，相当于绝缘体。绝缘体。在常温

6、下，由于热激发，使一些价电子获得足在常温下，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，成为够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子自由电子，同时，同时共价键上留下一个空位，称为共价键上留下一个空位，称为空穴空穴。1.1.载流子、自由电子和空穴载流子、自由电子和空穴8第8页，共120页，编辑于2022年，星期二+4+4+4+4自由电子空穴束缚电子9第9页，共120页，编辑于2022年，星期二2.2.本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理+4+4+4+4+4+4+4+4在其它力的作用下，空在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来填穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于补，这样的结

7、果相当于空穴的迁移，而空穴的空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴动，因此可以认为空穴是载流子。是载流子。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自自由电子由电子和和空穴空穴。10第10页，共120页，编辑于2022年，星期二温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体温度越高，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。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

8、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：本征半导体中电流由两部分组成：1.1.自由电子移动产生的电流。自由电子移动产生的电流。2.2.空穴移动产生的电流。空穴移动产生的电流。（在本征半导体中（在本征半导体中 自由电子和空穴成对出现，同时又自由电子和空穴成对出现，同时又不断的复合）不断的复合）11第11页，共120页，编辑于2022年，星期二1.1.2 1.1.2 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，就会使半导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

9、度大大增加。某种载流子浓度大大增加。P P 型半导体：型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。（空穴半导体）。N N 型半导体：型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。称为（电子半导体）。12第12页，共120页，编辑于2022年，星期二一、一、N N 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶体中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最体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外层有五

10、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。样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。13第13页，共120页，编辑于2022年，星期二+4+4+4+4+5+5+4+4多余电子磷原子N N 型半导体中型半导体中的载流子是什的载流子是什么？么？1.1.由磷原子提供的电子，浓度与磷原子相同。由磷原子提供的电子，浓度与磷原子相同。2.2.本征半导体中成对产生的电子和空穴。本征半导体中成对产生的电子和空穴。掺杂浓

11、度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由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。自由电子称为电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子多数载流子（多多子子），空穴称为），空穴称为少数载流子少数载流子（少子少子）。）。14第14页，共120页，编辑于2022年，星期二二、二、P P 型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼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（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

12、时，半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。的带负电的离子。+4+4+4+4+3+3+4+4空穴硼原子P P 型半导体中空穴是多子，电子是少子型半导体中空穴是多子，电子是少子。15第15页，共120页，编辑于2022年，星期二三、杂质半导体的符号三、杂质半导体的符号P P 型半导体型半导体+N N 型半导体型半导体16第16页，共120页，编辑于2022年，星期二17第17页，共120页，编辑于2022年，星期二总总 结结2.N2.N型半导体中电子是多子，其中

13、大部分是掺杂提供的电子，型半导体中电子是多子，其中大部分是掺杂提供的电子，N N型半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形成电流，型半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主要是多子由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认近似认为多子与杂质浓度相等。为多子与杂质浓度相等。3.3.P P型半导体中空穴是多子，电子是少子型半导体中空穴是多子，电子是少子。1.1.本征半导体中受激产生的电子很少。本征半导体中受激产生的电子很少。18第18页，共120页，编辑于2022年，星期二1.2.1 PN 1.2.1 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

14、导体基片上，分别制造P P 型半导体和型半导体和N N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了就形成了PN PN 结。结。1.2 PN结结19第19页，共120页，编辑于2022年，星期二P P 型半导体型半导体N N 型半导体型半导体+扩散运动扩散运动内电场内电场E E漂移运动漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。内电场越强，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。20第20页，共120页，编辑于2022年，星期二漂移运动漂移运动P P型半导体型半导体N N 型半导体型半导体+扩散运动扩散运动内电场内电场E

15、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。21第21页，共120页，编辑于2022年，星期二+空间电空间电荷区荷区N型区型区P型区型区电位电位VV022第22页，共120页，编辑于2022年，星期二23第23页，共120页，编辑于2022年，星期二1.1.空间电荷区中没有载流子。空间电荷区中没有载流子。2.2.空间电荷区中内电场阻碍空间电荷区中内电场阻碍P P区区中的空穴中的空穴.N N区区 中中的电子（的电子（都是多子都是多子）向对方运动（）向对方运动（扩散运动扩散运动）。）。3.3.P P 区中的电子和区中的电子和 N N区中的空

16、穴（区中的空穴（都是少都是少），数量），数量有限，因此由它们形成的电流很小。有限，因此由它们形成的电流很小。小结小结24第24页，共120页，编辑于2022年，星期二(1)加正向电压（正偏）加正向电压（正偏）电源正极接电源正极接P区，负极接区，负极接N区区 外电场的方向与内电场方向相反。外电场的方向与内电场方向相反。外电场削弱内电场外电场削弱内电场耗尽层变窄耗尽层变窄扩散运动漂移运动扩散运动漂移运动多子多子扩散形成正向电流扩散形成正向电流I I F F正向电流正向电流 1.2.2 1.2.2 PNPN结的单向导电性结的单向导电性25第25页，共120页，编辑于2022年，星期二(2)(2)加反

17、向电压加反向电压电源正极接电源正极接N N区，负极接区，负极接P P区区 外电场的方向与内电场方向相同。外电场的方向与内电场方向相同。外电场加强内电场外电场加强内电场耗尽层变宽耗尽层变宽漂移运动扩散运动漂移运动扩散运动少子漂移形成反向电流少子漂移形成反向电流I I R RP PN N 在一定的温度下，由本在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度是一定征激发产生的少子浓度是一定的，故的，故I IR R基本上与外加反压的基本上与外加反压的大小无关大小无关，所以称为所以称为反向饱和反向饱和电流电流。但。但I IR R与温度有关。与温度有关。26第26页，共120页，编辑于2022年，星期二 PN P

18、N结加正向电压时，具有较大的正向结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，扩散电流，呈现低电阻，PN PN结导通；结导通；PNPN结加反向电压时，具有很小的反向结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，漂移电流，呈现高电阻，PN PN结截止。结截止。由此可以得出结论：由此可以得出结论：PNPN结具有单向导电结具有单向导电性。性。27第27页，共120页，编辑于2022年，星期二1.3 半导体二极管半导体二极管1.3.11.3.1基本结构基本结构PN PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。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点接触型PN结面

19、接触型面接触型PN二极管的电路符号：二极管的电路符号：阳极阳极+阴极阴极-28第28页，共120页，编辑于2022年，星期二半导体二极管图片29第29页，共120页，编辑于2022年，星期二1.3.2 1.3.2 伏安特性伏安特性UI死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.1V。导通压降导通压降:硅管硅管0.60.7V,锗管锗管0.20.3V。反向击穿反向击穿电压电压UBR30第30页，共120页，编辑于2022年，星期二1.3.3 1.3.3 主要参数主要参数1.1.最大整流电流最大整流电流 I IOMOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向二极管长期使用时，允许流过二极管的最

20、大正向平均电流。平均电流。3.3.反向击穿电压反向击穿电压U UBRBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧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坏。手册上给出的最高反向工作电压U UWRMWRM一般是一般是U UBRBR的一半。的一半。2.2.反向工作峰值电压反向工作峰值电压U UBWMBWM保证二极管不被击穿时的反向峰值电压。保证二极管不被击穿时的反向峰值电压。31第31页，共120页，编辑于2022年，星期二4.4.反向电流反向电流 I IR R指二极管加反向峰值

21、工作电压时的反向电流。反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。反向电流要比硅管大几十到几百倍。32第32页，共120页，编辑于2022年，星期二5.微变电阻微变电阻 rDiDuDIDUDQ iD uDrD 是二极管特性曲线上工作是二极管特性曲线上工作点点Q 附近电压的变化与电流附近电压的变化与电流的变化之比：的

22、变化之比：显然，显然，rD是对是对Q附近的微小变附近的微小变化区域内的电阻。化区域内的电阻。33第33页，共120页，编辑于2022年，星期二6.二极管的极间电容二极管的极间电容（结电容）（结电容）二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势势垒电容垒电容CB和和扩散电容扩散电容CD。势垒电容：势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，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电容是势垒电容势垒电容。当外加电压发生变化时，耗尽层的

23、宽度要相应当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即地随之改变，即PNPN结中存储的电荷量要随之变结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。化，就像电容充放电一样。34第34页，共120页，编辑于2022年，星期二 当外加正向电压不同时，当外加正向电压不同时，PNPN结两侧堆积的少子的数结两侧堆积的少子的数量及浓度梯度也不同，这量及浓度梯度也不同，这就相当电容的充放电过程就相当电容的充放电过程。电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来扩散电容：扩散电容：为了形成正向电流为了形成正向电流（扩散电流），注入（扩散电流），注入P P 区的少区

24、的少子（电子）在子（电子）在P P 区有浓度差，区有浓度差，越靠近越靠近PNPN结浓度越大，即在结浓度越大，即在P P 区有电子的积累。同理，在区有电子的积累。同理，在N N区有空穴的积累。正向电流区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所大，积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容产生的电容就是扩散电容.35第35页，共120页，编辑于2022年，星期二CB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时，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。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：结高频小信号时的等效电路：势垒电容和扩散

25、电容的综合效应rd36第36页，共120页，编辑于2022年，星期二二极管：二极管：死区电压死区电压=0.5V=0.5V，正向压降，正向压降 0.7V(0.7V(硅二极管硅二极管)理理想二极管：想二极管：死区电压死区电压=0=0，正向压降，正向压降=0 =0 RLuiuouiuott二极管的应用举例二极管的应用举例1 1：二极管半波整流二极管半波整流二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要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。应用于整流、限幅、保护等等。37第37页，共120页，编辑于2022年，星期二二极管的应用举例二极管的应用举例2 2：tttuiuRuo

26、RRLuiuRuo38第38页，共120页，编辑于2022年，星期二1.4 稳压二极管稳压二极管UIIZIZmax UZ IZ稳压误差曲线越陡，电压越稳定。+-UZ动态电阻：动态电阻：r rz z越小，稳越小，稳压性能越压性能越好。好。39第39页，共120页，编辑于2022年，星期二（4 4）稳定电流）稳定电流I IZ Z、最大、最小稳定电流最大、最小稳定电流I Izmaxzmax、I Izminzmin。（5 5）最大允许功耗）最大允许功耗稳压二极管的参数稳压二极管的参数:（1 1）稳定电压）稳定电压 U UZ Z（2 2）电压温度系数）电压温度系数 U U（%/%/）稳压值受温度变化影响

27、的的系数。稳压值受温度变化影响的的系数。（3 3）动态电阻）动态电阻40第40页，共120页，编辑于2022年，星期二在电路中稳压管只有与适当的电阻在电路中稳压管只有与适当的电阻连接才能起到稳压作用。连接才能起到稳压作用。UIIZIZmax UZ IZUZ41第41页，共120页，编辑于2022年，星期二稳压二极管的应用举例稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL稳压管的技术参数稳压管的技术参数:解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为I Iz zmax max 方程方程1 1要求当输入电压由正常值发生要求当输入电压由正常值发生 20%2

28、0%波动时，负载电压基本波动时，负载电压基本不变。不变。求：求：电阻电阻R R和输入电压和输入电压 u ui i 的正常值。的正常值。42第42页，共120页，编辑于2022年，星期二令输入电压降到下限时，令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为流过稳压管的电流为I Iz zmin min。方程方程2 2u uo oi iZ ZD DZ ZR Ri iL Li iu ui iR RL L联立方程联立方程1 1、2 2，可解得：，可解得：43第43页，共120页，编辑于2022年，星期二光电二极管光电二极管反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。IU照度增加照度增加44第

29、44页，共120页，编辑于2022年，星期二发光二极管发光二极管有正向电流流过时，有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极它的电特性与一般二极管类似。管类似。45第45页，共120页，编辑于2022年，星期二1.5.1 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PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCEPNP型 1.5 半导体三极管半导体三极管46第46页，共120页，编辑于2022年，星期二BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：

30、较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高47第47页，共120页，编辑于2022年，星期二BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结集电结48第48页，共120页，编辑于2022年，星期二BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管符号符号49第49页，共120页，编辑于2022年，星期二半导体三极管半导体三极管频率：频率：频率：频率：高频管、低频管功率：功率：功率：功率：材料：材料：材料：材料：小、中、大功率管硅管、锗管类型：类型：类型：类型：NPN型、PNP型半导体三极管是具有电流放大功能的元件50第50页，共120页，编辑于2022

31、年，星期二ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 一一.一个实验一个实验1.5.2 1.5.2 电流分配和放大原理电流分配和放大原理51第51页，共120页，编辑于2022年，星期二结论结论:1.IE=IC+IB3.IB=0,IC=ICEO4.4.要使晶体管放大要使晶体管放大,发射结必须正偏发射结必须正偏,集电结必须反集电结必须反偏。偏。52第52页，共120页，编辑于2022年，星期二二二.电流放大原理电流放大原理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

32、，形成发射极电流IE。53第53页，共120页，编辑于2022年，星期二BECNNPEBRBECIE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。54第54页，共120页，编辑于2022年，星期二IB=IBE-ICBO IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBE55第55页，共120页，编辑于2022年，星期二ICE与与IBE之比称为电流放大倍数之比称为电流放大倍数56第56页，共120页，编辑于2022年，星期二57第57页，共1

33、20页，编辑于2022年，星期二一一.输入特性输入特性UCE 1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：硅管UBE0.60.7V,锗管UBE0.20.3V。UCE=0VUCE=0.5V 死区电压，硅管0.5V，锗管0.1V。1.5.3 特性曲线特性曲线58第58页，共120页，编辑于2022年，星期二二、二、输出特性输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A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。59第59页，共120页，编辑于2022年，星期二IC(mA

34、 )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区。60第60页，共120页，编辑于2022年，星期二IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE I IC C，U UCECE 0.3V0.3V (3)(3)截止区：截止区：U UBEBE VbVe放大放大VcVb0时UGS足够大时（UGSVT）将P区少子电子聚集到P区表面，形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id。感应出电子VT称为阈

35、值电压称为阈值电压113第113页，共120页，编辑于2022年，星期二UGS较小时，导电较小时，导电沟道相当于电阻将沟道相当于电阻将D-S连接起来，连接起来，UGS越大此电阻越小。越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGS114第114页，共120页，编辑于2022年，星期二UTiD=f(uGS)uDS=常数常数三、增强型三、增强型N N沟道沟道MOSMOS管的特性曲线管的特性曲线输出特性曲线输出特性曲线转移特性曲线转移特性曲线115第115页，共120页，编辑于2022年，星期二 一个重要参数一个重要参数跨导跨导gm gm=iD/uGS uDS=const gm的大小反映了栅源电压对漏极电流

36、的控制作用。的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。在转移特性曲线上，在转移特性曲线上，gm为的曲线的斜率。为的曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出在输出特性曲线上也可求出gm。116第116页，共120页，编辑于2022年，星期二N N沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的基本特性管的基本特性u uGSGS U UT T，管子截止，管子截止u uGSGS U UT T，管子导通，管子导通u uGSGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压越大，沟道越宽，在相同的漏源电压u uDSDS作用下，漏极电流作用下，漏极电流I ID D越大越大117第117页，共120页，编辑于2022年，星期二四、耗尽

37、型四、耗尽型N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线耗尽型的耗尽型的MOS管管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。才能夹断。转移特性曲线转移特性曲线0IDUGSVT118第118页，共120页，编辑于2022年，星期二输出特性曲线输出特性曲线IDU DS0UGS=0UGS0119第119页，共120页，编辑于2022年，星期二 N N沟道沟道耗尽型耗尽型MOSMOS管的特点管的特点当当u uGSGS=0=0时，就有沟道，加入时，就有沟道，加入u uDSDS，就有，就有i iD D。当当u uGSGS0 0时，沟道增宽，时，沟道增宽，i iD D进一步增加。进一步增加。当当u uGSGS0 0时，沟道变窄，时，沟道变窄，i iD D减小。减小。120第120页，共120页，编辑于2022年，星期二