三種管子的工作原理、符號、結構、電流電壓方程、電導、跨導、頻率然后還有集邊效應，二次擊穿雙極型晶體管：IIuIeqVkT0發射極電流集邊效應：（1）定義：由于p-n結電流與結電壓的指數關系，發射結偏壓越高，發射極邊緣處的電流較中間部位的電流越大（2）原因：基區體電阻的存在引起橫向壓降所造成的（3）影響：增大了發射結邊緣處的電流密度，使之更容易產生大注入效應或有效基區擴展效應，同時使發射結面積不能充分利用（4）限制：限制發射區寬度，定義發射極中心到邊緣處的橫向壓降為kT/q時所對應的發射極條寬為發射極有效寬度，記為2Sff。Sff稱為有效半寬度。ffeffwkTf1.辺麗J）］12其中J（o）是發射結中心電流密度E發射極有效長度：（1） 定義：沿極條長度方向，電極端部至根部之間壓降為kT/q時所對應的發射極長度稱為發射極有效長度（2） 作用：類似于基極電阻自偏壓效應，但沿Z方向，作用在結的發射區側耗散功率PC與最大耗散功率PCM:P=TJm-Ta其中：T為最高允許結溫CM R jMtR（熱阻）=~（電路中）p—=—（片狀材料）R=3A=丄（熱路中）t I AoA TPkAcP（T）=P-TjM-T（環境溫度為T時）C CMT—TjMA二次擊穿和安全工作區：（1）現象：當晶體管集電結反偏增加到一定值時，發生雪崩擊穿，電流急劇上升。當集電結反偏繼續升高，電流/c增大到某一值后,cb結上壓降突然降低而/c卻繼續上升，即出現負阻效應。（2）分類：基極正偏二次擊穿（/b>0）、零偏二次擊穿和（/b=0）、反偏二次擊穿（/b<o）。b b b（3） 過程：①在擊穿或轉折電壓下產生電流不穩定性；從高電壓區轉至低電壓區，即結上電壓崩落，該擊穿點的電阻急劇下降；低壓大電流范圍：此時半導體處于高溫下，擊穿點附近的半導體是本征型的；電流繼續增大，擊穿點熔化，造成永久性損壞。（4）指標：在二次擊穿觸發時間td時間內，消耗在晶體管中的能量E二卩IVdt稱為二次擊穿觸發能量（二次擊d SB0穿耐量）。晶體管的ESB（二次擊穿觸發功率PSB）越大，其抗二次擊穿能力越強。SB SB（5）改善措施：1、電流集中二次擊穿由于晶體管內部出現電流局部集中，形成"過熱點”，導致該處發生局部熱擊穿。導致電流局部集中的原因：大電流下Ie的高度集邊。e原材料或工藝過程造成的缺陷和不均勻性。在缺陷處雜質擴散快，造成結不平坦、基區寬度Wb不均勻等。b發射極條、基極條間由于光刻、制版等原因造成各部位尺寸不均勻而引起的電位分配不均勻。4?總的I在各小單元發射區上分配不均勻，邊緣處散熱能力強，中心處散熱能力差，造成中心部位T.較高，Ej故二次擊穿后熔融點多在中心部位。由于燒結不良形成空洞而造成的局部熱阻過大，使該處結溫升高，電流增大。晶體管的結面積越大，存在不均勻性的危險也越大，越易發生二次擊穿。改善及預防措施：降低rb，以改善發射極電流集邊效應；提高材料及工藝水平，盡可能消除不均勾性。改善管芯與底座間的散熱均勻性，消除出于接觸不良而形成的“過熱點”。采用發射極鎮流電阻。2、雪崩注入二次擊穿由集電結內的電場分布及雪崩倍增區隨I變化，倍增多子反向注入勢壘區而引起C改善及預防措施：增加外延層厚度，使W>BV/Em。但這會使集電區串聯電阻r增大，影響其輸出功率。cceoM cs采用雙層集電區結構增大外延層摻雜濃度，以增大雪崩二次擊穿臨界電流密度J。co采用鉗位二極管。鎮流電阻Re可以防止正偏二次擊穿，鉗位二極管D可以防止反偏二次擊穿。（6）安全工作區：1、 定義：晶體管能夠安全工作的范圍。一般用SOAR或SOA表示。由最大集電極電流ICM、雪崩擊穿電壓BVceo、最大耗散功率PCM及二次擊穿觸發功率PsB參數包圍而成。CM SB2、 拓展方法：脈沖工作條件拓寬了晶體管的安全工作區，且隨脈寬減小而擴大。脈沖信號的占空比越大，PsB越小，占空比V5%時就不易損壞。SB固定占空比時，脈沖寬度越窄，PsB越大。而當脈寬V100ms后,安全工作區已不再受二次擊穿功率Psb的限制。SB SB當脈寬>ls時，其測量結果與直流情況無異。結型場效應晶體管：一、工作原理：通過改變垂直于導電溝道的電場強度(柵極電壓)來控制溝道的導電能力，從而調制通過溝道的電流。由于場效應晶體管的工作電流僅由多數載流子輸運，故又稱之為“單極型場效應晶體管”(s—源極、G—(s—源極、G—柵極、D—漏極)三、結構：二、符號：四、分類：結型柵場效應晶體管(縮寫JFET、體內場效應器件)肖特基柵場效應晶體管——金屬-半導體場效應晶體管(縮寫MESFET、體內場效應器件)絕緣柵場效應晶體管(縮寫IGFET、表面場效應器件)薄膜場效應晶體管(縮寫TFT、表面場效應器件)五、 特點：體積小，重量輕FET是一種通過輸入電壓的改變控制輸出電流的電壓控制器件。FET的直流輸入阻抗很高，一般可達109—1015QFET類型多、偏置電壓的極性靈活、動態范圍大、其各級間可以采用直接耦合的形式。噪聲低，特別適合于要求高靈敏度、低噪聲的場合。熱穩定性好。抗輻射能力強。相對于雙極晶體管，制作工序少、工藝簡單，有利于提高產品合格率、降低成本。六、 特性(1)直流特性JFET溝道夾斷前的電流-電壓方程n其中，Gn其中，G三2叫“化0飽和區電流-電壓方程2a3Wpq2N2 3h2 2h3, 「“ “V-V、_V-V、,Dsatn6￡￡L0D[1—―+ ]=I[1—3( GS)+2( GSDsatn6￡￡L0a2a3DSS V ”p0夾斷電壓Vpo:溝道厚度因柵P+-N結耗盡層厚度擴展而變薄，當柵結上的外加反向偏壓VGS使P+-N結耗盡層厚度等于溝道厚度一半(壯a)時，整個溝道被夾斷，此時的喰稱為JFET的夾斷電壓GS288(V—V)1x=x=[ 0D L]2=anm qN本征夾斷電壓"yo=yy表示整個溝道由柵源電壓夾斷時，柵p-n結上的電壓降0D最大飽和漏極電流IDSSyGS=yD時的漏極電流，又稱最大漏源飽和電流。GSDr2aW“ 2a3Wyq2N2I= ? ? ?V= nDdss3pLP0 688L所以可以通過增大起始溝道厚度和溝道寬長比，減小溝道電阻率，增大JFET的最大飽和漏極電流。通過控制A準確控制IDDS。DDS⑥柵源擊穿電壓bvgsGS表示柵源之間所能承受的柵p-n結最大反向電壓。％S=°時，此電壓決定于n型溝道區雜質濃度。％s>°時，漏端n區電位的升高使該處p-n結實際承受的反向電壓增大，所以實測的BVGs值還與VDs區電位的升高使該處p-n結實際承受的反向電壓增大，所以實測的BVGs值還與VDs有關。GS DS⑦漏源擊穿電壓bvds表示在溝道夾斷條件下，漏源間所能承受的最大電壓。BV|DSVgs=°=BV|GSVds=0=BVBVDSVGS<0=BV-VIGSVds=0 GS輸出功率Poo⑧輸出功率P0P正比于器件所能容許的最大漏極電流ID和器件所能承受的最高漏源峰值電壓(BVDS-VDt),其中ID工IDo Dmax DSDsat DmaxDss(2)交流小信號參數①跨導gm定義：g=型時=G[1-(VD-VGS)2](飽和區)=G(丄)2[(V+V—V)2-(V—V)2](非飽和區)mQV 0 V 0V DSDGS DGS為漏源電壓VDS一定時，漏極電流的微分增量與柵極電壓的微分增量之比特性：飽和區跨導隨柵壓幅度減小而增大，VGS=VD時達到最大值G0。GSD 0跨導的單位是西門子S(1S=1A/V)。器件的跨導與溝道的寬長比W/L成正比。由于存在著溝道長度調制效應，所以L不能無限制地減小以得到好的飽和特性。通常采用多個單元器件并聯擴大溝道寬度的方法增大器件的跨導。跨導隨柵電壓V和漏電壓V而變化，當V=0,V=VDt時，跨導達最大值。GS DS GS DSDsat②漏極電導gD定義：表示漏極電流隨漏源電壓的變化關系dI D-dVDSVGSCont.dI D-dVDSVGSCont.V T0)DS=2卩 (2￡￡qN)2[V2—(V+V—V)2]=G[1—(~)2](線性區,nL 0D p0 DSDGS 0 Vp0高場遷移率的影響：遷移率隨場強上升而減小，導致漏極電流和跨導相對肖克萊模型減小，并隨溝道場強而變化載流子達到極限漂移速度，使得漏極電流在溝道漏端夾斷之前飽和，跨導趨于常數；溝道漏端形成靜電偶極層，承受漏極電流飽和后增加的漏極電壓，并使溝道漏端不能夾斷。頻率特性參數：載流子渡越時間截止頻率f0 1 yV v由載流子從源端到漏端所需的渡越時間所限定的頻率極限。f=九7=亢=益特征頻率fT本征管的源端S與漏端短路(輸出端短路)時電流放大系數等于1時所對應的頻率。2f-C-u=g-unf=m—Tgsgs mgs T2兀Cgs最高振蕩頻率fM共源組態下，本征管在輸入、輸出端均共軛匹配，且輸出對輸入的反饋近似為零，功率增益為1時的極限頻率f ff= T=M2.(R+R)g(4)功率特性參數：①最大輸出功率P(4)功率特性參數：①最大輸出功率PMP沁^(Vl—V)I=112RM8DSKF8FlmVDSL為溝道夾斷時漏源間允許施加的最大電壓VK或VKF為拐點電壓；K KFIF為最大輸出電流；R|為獲得最大輸出功率的負載電阻。lm②最大輸出電流IF是溝道源端柵結空間電荷區消失時通過溝道的漏極電流。為柵結正偏電壓值大小等于柵結內建電勢差VD時的理論極限值。③漏源擊穿電壓BVDS定義：硅中、高頻JFET的BVDS主要由柵空間電荷區的雪崩擊穿電壓決定。產生原因：漏接觸電極附近的電場過強；柵電極邊緣處電場過強。MOS型場效應晶體管：

一、工作原理：表面場效應——當VGS=0V時，漏源之間相當兩個背靠背的二極管，在D、S之間加上電壓不會在D、S間形成電流。GS當柵極加有電壓ovvvvT時，通過柵極和襯底間的電容作用，將靠近柵極下方的P型半導體中的空穴向下方排斥,GST出現了一薄層負離子的耗盡層。耗盡層中的少子將向表層運動，但數量有限，不足以形成溝道，將漏極和源極溝通，所以不足以形成漏極電流lD。二、結構所以不足以形成漏極電流lD。二、結構四、特性類型“溝MOSFETp^JMOSF^T耗斥型增強奎耗盡工増強型村底p型n型5.D區「區溝道栽流子電于空穴Vds>0<01旳方向由DYnS-D嚴值電壓VT<0VT>0VT>0Vr<0JD|D|D電路符》*^B-bBs三、分類：（1）閾值電壓①定義：閾值電壓vt是柵極下面的半導體表面呈現強反型，從而出現導電溝道時所加的柵源電壓。QBmaxC+V=-sQBmaxC+V=-sQBmaxCox其中e=kTInNFq