4章第4章第一節半導體的基本知識第二節半導體二極管一、半導體二極管的結構和類型二、二極管的伏安特性三、二極管的主要參數四、二極管的等效電路及應用五、穩壓二極管半導體二極管、三極管和場效應管半導體基本知識第一節半導體的基本知識●

1、熱敏性●

2、光敏性導電性能介于導體和絕緣體之間的物質。半導體硅鍺砷化物硫化物電阻率=10-3~108Ωcm。半導體廣泛應用的原因溫度升高，電阻率迅速下降。熱敏電阻光線變化，電阻率立刻發生變化。光敏二極管、光電耦合管光敏二極管光電耦合管半導體基本知識第一節半導體的基本知識●

1、熱敏性●

2、光敏性導電性能介于導體和絕緣體之間的物質。半導體硅鍺砷化物硫化物電阻率=10-3~108Ωcm。半導體廣泛應用的原因●

3、摻雜性溫度升高，電阻率迅速下降。熱敏電阻光線變化，電阻率立刻發生變化。光敏二極管、光電耦合管在純凈半導體（本征半導體）中適當摻入微量雜質，使導電特性大大增強。摻雜后P型半導體N型半導體空穴為多數載流子，自由電子為少數載流子。自由電子為多數載流子，空穴為少數載流子。三價元素摻雜——P型半導體在硅（鍺）單晶中摻入少量三價元素硼，或鋁、銦、鎵等，則三價元素原子在晶格中缺少一個價電子，從而造成一個空位。五價元素摻雜——N型半導體在硅（鍺）單晶中摻入少量五價元素磷，或砷、銻等，則五價元素原子在晶格中多余一個價電子。半導體基本知識第一節半導體的基本知識●

1、熱敏性●

2、光敏性導電性能介于導體和絕緣體之間的物質。半導體硅鍺砷化物硫化物電阻率=10-3~108Ωcm。半導體廣泛應用的原因●

3、摻雜性溫度升高，電阻率迅速下降。熱敏電阻光線變化，電阻率立刻發生變化。光敏二極管、光電耦合管在純凈半導體（本征半導體）中適當摻入微量雜質，使導電特性大大增強。PN結摻雜后P型半導體N型半導體空穴為多數載流子，自由電子為少數載流子。自由電子為多數載流子，空穴為少數載流子。兩種半導體結合由于載流子濃度差，產生擴散運動，形成擴散電流。PN結的形成過程

在一塊本征半導體在兩側通過擴散不同的雜質,分別形成N型半導體和P型半導體。此時將在N型半導體和P型半導體的結合面上形成如下物理過程:

因濃度差

空間電荷區形成內電場

內電場促使少子漂移

內電場阻止多子擴散

最后,多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡。

對于P型半導體和N型半導體結合面，離子薄層形成的空間電荷區稱為PN結。

在空間電荷區，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。

多子的擴散運動由雜質離子形成空間電荷區

（1）兩邊的濃度差引起載流子的擴散運動（2）復合形成內電場：阻擋擴散，促使漂移（3）擴散和漂移動態平衡：PN結（空間電荷區、耗盡層、勢壘區、阻擋層）PN結的形成過程

PN結的形成PN結PN結特性PN結的特性●

1、單向導電性外加正向電壓，其正向電流大，正向電阻很小。外加反向電壓，其反向電流很小，反向電阻很大。PN結的伏安特性：電流與電壓是非線性關系IUD演示_二極管IS——反向飽和電流（半導體工藝決定的）VT——溫度的電壓當量VPN——PN結外加電壓常溫下:PN結特性●

2、擊穿特性當反向電壓超過某一個值時，反向電流會突然增大，此現象為擊穿。●

3、溫度特性溫度升高，少數載流子的數目增多，反向飽和電流增大。PN結兩端施加高頻交流電壓，產生電容效應。●

4、電容效應勢壘電容擴散電容☆

交作業☆

今日作業

4-2，4-4,4-6，4-7提問復習1、諧振現象的特點？2、諧振頻率如何找到？3、PN結的形成過程？二極管第二節半導體二極管●一、二極管的結構及類型●1、二極管的結構二極管符號內部結構參見P103圖4-1陽極陰極D(a)點接觸型

二極管的結構示意圖(1)點接觸型二極管

PN結面積小，結電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(b)面接觸型(2)面接觸型二極管

PN結面積大，用于工頻大電流整流電路。(c)平面型(3)平面型二極管

往往用于集成電路制造工藝中。PN結面積可大可小，用于高頻整流和開關電路中。二極管第二節半導體二極管●一、二極管的結構及類型●1、二極管的結構●2、二極管的類型二極管符號內部結構參見P103圖4-1硅管鍺管點接觸型按材料分：按結構分：按用途分：面接觸型普通二極管整流二極管開關二極管穩壓二極管陽極陰極D二極管的伏安特性●二、二極管的伏安特性二極管兩端電壓與流過二極管的電流的關系伏安特性①為正向特性：外加正向電壓*

OC段對應一個死區電壓*正向電壓超過死區電壓電流以指數規律遞增，電壓變化很小。*

正向電阻較小②為反向特性：外加反向電壓*OB段反向電流很小不隨電壓變化*

截止③為擊穿特性：外加足夠大的反向電壓*電流突然劇增*UB為擊穿電壓+-+-I/mA0.4U/v0.810203040①1020②③OCBDAUB*導通后的正向壓降：硅=0.5V鍺=0.1V硅=0.7V鍺=0.2~0.3V二極管的主要參數●三、二極管的主要參數1、最大整流電流IF:2、最高反向工作電壓UR:二極管正常工作時允許通過的最大正向平均電流。超過則損壞！二極管未發生擊穿是的反向電流。一般為反向擊穿電壓的一半3、反向電流IR:4、最高工作頻率fM:保證二極管具有單向導電性的最高頻率。二極管允許施加的最大反向電壓。P106表4-1二極管等效電路●四、二極管的電路模型●1、理想二極管的等效電路將二極管看成一個開關導通時正向壓降很小截止時反向電流很小KD特性曲線參見P106圖4-4*加正向電壓相當于開關閉合。（直通）*加反向電壓相當于開關打開。（開路）理想模型二極管等效電路●2、考慮正向壓降的等效電路DKUD特性曲線參見P107圖4-5*加正向電壓相當于開關閉合并有一個UD管壓降。硅管=0.7V，鍺管=0.2V*加反向電壓相當于開關打開。（斷路）折線模型恒壓降模型uiuiuiui0000UDUD(A)(B)(C)(D)例:理想二極管的伏安特性如圖（）所示。

B二極管的應用●3、二極管的應用例已知輸入電壓為ui=10sinωtV，畫出以下兩個電路的輸出波形。（理想二極管）++--uiDRu011kΩu01t10vuit10v演示二極管1二極管通常應用于整流、檢波、限幅及箝位++--uiD5Vu02R二極管的應用uit10vu02t5v10v演示二極管2++--uiD5Vu02++--uiD5Vu02u02t5v10v小于5V后++--uiD5Vu02R輸入電壓小于5V:輸入電壓大于5V:①半波整流電路整流利用二極管的單向導電性，將雙向變化的交流電轉換為單向脈動的直流電。半波整流電路++--uiDRLu0u0tuit●二極管整流電路★電阻RL上只有單一方向的電流和電壓。方向不變、大小波動的電壓和電流脈動直流電半波整流電路半波整流電路輸出電壓UO的平均值：負載中通過電流的平均值：二極管截止時所承受的最大反向電壓為峰值URM：選擇半波整流電路中二極管時，其參數為：u0tuit++--uiDRLu0單向橋式整流電路②全波整流電路ui++--D1uoAD2D3D4ioRLBtuπ02π3πui>0：上正下負，D1D3導通D2D4截止

。tuπ02π3πtuπ02π3πui<0：上負下正，D2D4導通D1D3截止。uoioRL上通過的電流方向始終一致。uiuo演示單向橋ui++--D1uoAD2D3D4ioRLBui++--D1uoAD2D3D4ioRLB（單向橋式整流電路）單向橋式整流電路全波整流電路輸出電壓平均值：負載中通過電流的平均值：二極管中通過的電流為I0的一半（半個周期內工作）截止時二極管所承受的最大反向電壓為峰值Um。承擔全波整流電路中二極管的參數為：最大整流電流：最大反向工作電壓：ui++--D1uoAD2D3D4ioRLBtiπ02π3πi●限幅電路限幅電路分析習題4-2++--uiDURu0Ruitu0tUR當ui>0且ui>UR時，二極管導通，uo=UR參考電壓源當ui<UR時，二極管截止，uo=ui二極管例題+-Uab6kΩabD12V18V求電路中的Uab。D導通，Ua=12V理想二極管②將二極管從電路中拆除③確定二極管兩端的電壓④如果陽極電位高二極管就導通⑤如果陽極電位低二極管就截止①設定參考電位二極管例題+-Uab6kΩabD12V18V求電路中的Uab。12V-18V6kΩDUaD導通，Ua=12V+-UabRabD212V6VD1-12V-6VRD2Ua0VD1D1導通，D2截止，Ua=0V變換電路二極管例題求電路中的Uab。-5V1V5KD2Ua3VD1D1截止，D2導通，Ua=-5V+-Uab5KabD25V1VD13VD1截止，D2導通，D3截止，UO=-6V+6V+18VRD3UO-6VD20VD1D2導通，UO=-6V,D3截止。D3導通，UO=6VD1截止，UO=-6V求電路中的UO:提問_限幅電路例題tu01如圖已知輸入電壓ui=30sinωt,理想二極管，畫出輸出電壓uO

的波形。(a)++--uiDu01R+ui+--Du02R(b)(c)++--uiDu03R5V(d)++--uiDu04R5Vtuitu02tu03-5Vtu045V演示_二極管限幅例題復習二極管例題例：電路如圖所示，在下述條件下：IDV2R1DR2V1(1)V1=6V，V2=6V，R1=2kΩ，R2=3kΩ。(2)V1=6V，V2=6V，R1=3kΩ，R2=3kΩ。(3)V1=6V，V2=6V，R1=3kΩ，R2=2kΩ。判斷二極管的通斷情況，設二極管導通后的壓降UD=0.7V，求D導通時的電流ID。解：將D斷開，計算Uab:ab(1)(2)(3)零偏，不通，ID=0反偏，不通，ID=0I1I2D導通例題例：如圖所示：電路中D1、D2為硅管，導通壓降UD均為0.7V，已知UA、UB的波形，試畫出輸出UO的波形。RD1D2UOUAUB+10V2KΩ0.7V5.7VUOtUAUB5V5Vtt解：檢波電路●檢波電路P110圖4-9數字信號載波信號數字電壓控制正弦電壓的幅度調制t發送方從已調幅波中還原出原調制信號的過程。是振幅調制的逆過程。檢波實現頻譜線性搬移。功能檢波電路高頻放大器+-ui+-u0DR1R2ROu1C1C2C3+-接收方檢波電路tuitu1tttuO低通濾波電路峰值包絡檢波電視機的視頻檢波電路

檢波器應用穩壓二極管●五、穩壓二極管●1、穩壓二極管的特點穩壓二極管符號陽極陰極DZ利用PN結反向擊穿時電流在較大范圍內變化而端電壓基本不變的特性而制成的特殊二極管。穩壓二極管原理穩壓二極管伏安特性穩定電壓UZI/mAU/vOCIZ△UZIZMUZ△IZ●2、穩壓二極管的伏安特性●3、穩壓二極管的主要參數反向電流為規定值時穩壓管兩端的電壓。穩定電流

IZ維持穩壓管起穩壓作用時所需的最小工作電流。是以范圍的形式給出的動態電阻

rZrZ=△UZ/△IZ其值越小曲線越陡，穩壓性越好。最大穩定電流IZM若工作電流超過IZM

就可能損壞管子。溫度系數

α描述UZ隨溫度變化的參數。P111表穩壓管穩壓電路●4、穩壓管穩壓電路RZ+DZRLUi-UOIZIO+-IRUZ穩壓原理②、設RL不變，Ui改變①、設Ui不變，RL

改變Ui↑→UO(UZ)↑→IZ↑→IR↑→URZ↑RL↑→UO(UZ)↑→IZ↑→IR↑→URZ↑UO↓UO↓限流電阻穩壓管穩壓電路●5、穩壓管穩壓時的等效電路KUzDZ*外加反向電壓小于Uz，穩壓管截止，開關斷開。*外加反向電壓大于Uz，穩壓管反向擊穿，開關閉合，穩壓管相當于直流電壓源Uz

。*穩壓管加正向偏置電壓時，相當于普通二極管的正向偏置情況。穩壓電路中的限流電阻●6、穩壓電路中的限流電阻當穩壓管被擊穿而穩壓時，流過穩壓管的電流為：RZ太小電流過大會損壞管子。RZ太大失去穩壓作用。RZ+DZU-IZ+-IUZRZ+DZRLU-UOIZIO+-IRUZ限流電阻的選擇保證Iz得到最大電流保證IZ得到最小電流要保證：最小電流IZmin<IZ<最大電流IZmax結論：判斷能否實現穩壓1、反偏置補充穩壓管2、輸出電壓穩定的條件3、電流Iz的條件RZ+DZRLUi-UOIZIO+-IRUZ分析習題4-5例：已知電路如圖，穩定電壓UZ=6V。最小穩定電流IZmin=5mA，最大功耗PZM=150mW。（a）Ui=10V穩壓管例題1KΩ+DZ500ΩUi-UOIZIO+-IRUZ（1）分別計算Ui=10V、15V、35V情況下輸出UO。（2）若Ui=35V情況下負載開路，會出現什么現象？為什么？（b）Ui=15V<6V<6V（c）Ui=35V>6V<150mW解：（1）（2）負載開路：>150mW穩壓管將因功耗過大而損壞！P139習題4-6√演示:Multisim_穩壓管(6V)結論：判斷能否實現穩壓1、反偏置補充穩壓管2、輸出電壓穩定的條件3、電流Iz的條件RZ+DZRLUi-UOIZIO+-IRUZ注意：當時，穩壓管視為開路，再進行電路計算。第4章續第4章第三節雙極型晶體管一、晶體管的結構和類型二、晶體管的電流分配關系和放大作用三、晶體管的特性曲線四、晶體管的主要參數五、溫度對晶體管參數的影響第四節場效應晶體管一、絕緣柵場效應管二、結型場效應管三、場效應管的特點半導體二極管、三極管和場效應管☆

交作業☆

今日作業

4-8,4-9，4-10,4-11，4-13第三節雙極型晶體管三極管結構●一、晶體管的結構和類型●1、晶體管的結構雙極型晶體管晶體管半導體三極管簡稱三極管結構

發射區發射極

用E或e表示（Emitter）發射結(Je)基極用B或b表示（Base）集電極

用C或c表示（Collector）集電區基區

集電結(Jc)第三節雙極型晶體管三極管結構●一、晶體管的結構和類型●1、晶體管的結構雙極型晶體管晶體管半導體三極管簡稱cbecbebPPNec集電極基極發射極bNNPec基極發射極集電極結構特點：

●兩結兩個PN結

●三區發射、基、集電

●三極三個輸出端子NPNPNPNPNNPNNPN,PNP判斷ebcebcebcebcNPN,PNP判斷晶體管類型●2、晶體管的類型晶體管命名方式參見P119附表硅管鍺管高頻管按材料分：按用途分：按摻雜分：低頻管PNP型NPN型

BJT的外形圖功率管開關管貼片式晶體管連接方式●3、晶體管的三種連接方式cbeiBiCiEuCBuEB+--+共基極電路bce--++uCEuBEiCiEiB共發射極電路uBCbce--++uECiCiEiB共集電極電路輸入端口輸出端口晶體管的電流關系●二、晶體管的電流分配關系和放大作用實現放大，三極管應滿足以下條件：參見P115圖4-17①發射區重摻雜雜質濃度遠大于基區雜質濃度②基區很薄③發射結正向偏置內部外部④集電結反向偏置bNNPec基極發射極集電極VBBVCC內部載流子的傳輸過程投影:電路與電子學/Ele-A/03/AVI/A03104載流子分析(1)發射：由于發射結正向偏置，則發射區的電子大量地擴散注入到基區。基區向發射區擴散的空穴忽略不計。

(3)收集：由于集電結反向偏置，在結電場作用下，通過擴散到達集電結的電子將作漂移運動，到達集電極。由于集電結的面積大，所以基區擴散過來的電子，基本上全部被集電極收集。(2)擴散和復合：由于電子的注入，使基區靠近發射結處電子濃度很高。集電結反向偏置，使靠近集電結處的電子濃度很低(近似為0)。因此在基區形成電子濃度差，從而電子靠擴散作用，向集電區運動。電子擴散的同時，在基區將與空穴相遇產生復合。由于基區空穴濃度比較低，且基區做得很薄，因此，復合的電子是極少數，絕大多致電于均能擴散到集電結處，被集電極收集。三極管載流子傳輸過程becICIEIBUBBUCC晶體管的電流關系●1、晶體管的電流分配關系集電極電流反向飽和電流基極電流UBBRCRBUCCiCiBiEiCnICBOi’B載流子的運動形成相應的電流晶體管的電流關系從圖中可以看出iCn遠遠大于iB’用一個比例系數來表示兩者的關系共射電流的放大系數此式說明了基極電流對集電極電流的控制晶體管是電流控制器件穿透電流演示WEB_電流分配關系在晶體管中只要任何一個電極的電流確定了，其他二個電流將隨之而確定，這是三極管的一個重要特點。P117(4-14)穿透電流越大，穩定性越差。晶體管的放大作用bce--++uCEuBEiCiEiB●2、晶體管的放大作用如果將uBE作為輸入端施加一個電壓uBE↑→iB

↑iC

↑→uCE↑在輸出端uCE連接的負載上就會得到一個放大β倍的電壓。iB對

iC

的控制●三、晶體管的特性曲線各極間電壓與電流之間的關系曲線晶體管的特性曲線●1、輸入特性曲線當UCE保持恒定，輸入的基極電流IB隨輸入電壓UBE的變化曲線輸入特性特性曲線IB/μA0.3UBE/v0.6501000UCE=0UCE=1UCE=5集電結和發射結相當于兩個正偏的并聯二極管的正向特性曲線。UCE=0UCE>0曲線右移。UCE>1以后UCE值的變化對曲線的影響很小，各曲線基本重合。NNPebcbce--++uCEuBEiCiEiB特性曲線●2、輸出特性曲線當IB保持恒定，輸出回路中集電極電流Ic和電壓UCE的關系曲線輸出特性I/mA0.5U/v1.0102030401020OIC/mA48264UCE/v80121620IB=20IB=40IB=60IB=80輸出特性截止區IC/mA48264UCE/v80121620UCE=UBE臨界飽和擊穿區IB=0IB=20IB=40IB=60IB=80放大區飽和區①截止區*IB≤0的區域稱為截止區。IC=IE=ICEO≈0*

偏置特點：發射結和集電結均為反偏UBE<0，UCB>0②放大區*

偏置特點：發射結正偏，集電結為反偏UBE>0，UCB>0*IC僅與IB有關而與UCE無關③飽和區*

偏置特點：發射結和集電結均為正偏UCE<UBE>0,UCB<0，*IB失去對Ic

的控制。UCE一定IB增加IC幾乎不變。IB一定UCE的變化會使IC發生很大變化。飽和時UCE稱為飽和壓降UCES。0.3V~0.5Vcbe晶體管的三種工作狀態●3、晶體管的三種工作狀態發射結正偏，集電結反偏時，為放大工作狀態。加正向偏置電壓發射結正偏，集電結正偏時，為飽和工作狀態。發射結反偏，集電結反偏時，為截止工作狀態。④擊穿區*UCE足夠大晶體管出現反向擊穿。UC>UB>UEPNP管的特性●4、PNP晶體管的特性①電路連接電源極性電流方向注意②工作狀態放大工作狀態：發射結正偏，集電結反偏，UBE<0，UCB<0。截止工作狀態：發射結反偏，集電結反偏，UBE>0，UCB<0。UC<UB<UEbce--++uCEuBEiCiEiBbPPNec集電極基極發射極IC/mA48264-UCE/v80121620IB=20IB=40IB=60IB=80③特性曲線例題解⑴UBE=0.7V，故為硅管。電壓均為正，故為NPN管。UCE=0.3V工作在飽和區。⑵UBE=0.7V，故為硅管。電壓均為正，故為NPN管。UCE=4V工作在放大區。⑶UBE=0V，故工作在截止區。無法判斷硅管/鍺管。UCE>0，故為NPN管。⑷UBE=-0.2V，故為鍺管。電壓均為負，故為PNP管。UCE=-0.3V工作在飽和區。⑸UBE=0V，故工作在截止區。無法判斷硅管/鍺管。UCE為負，故為PNP管。例用萬用表測量某些三極管的管壓降得下列幾組值，試說明每個管子是NPN還是PNP型，是硅管還是鍺管以及工作在什么區？

⑴UBE=0.7V，UCE=0.3V⑵UBE=0.7V，UCE=4V⑶UBE=0V，UCE=4V⑷UBE=-0.2V，UCE=-0.3V⑸UBE=0V，UCE=-4V

cbe例題12V11.3V0VT112V3.7V3VT212V12.7V15VT312V12.2V0VT412V15V14.8VT512V11.8V15VT6例：在圓圈中畫出管子，分別說明是硅管還是鍺管。硅鍺鍺鍺硅硅NPN型：UC>UB>UEPNP型：

UC<UB<UE已工作在放大區-6V-5.7V0V分析習題4-9例投影UBE=0.3VUCE=6VUC>UB>UE鍺管放大區-5V-1.3V-1V硅管截止區NPNPNP硅管的死區電壓是0.5V例題☆交作業☆今日作業

5-1,5-2,5-3,5-4（求Q、畫微變等效電路）5-7（求Q、畫微變等效電路）提問1、三極管的結構特點：________區、________結、________極。2、三極管工作在放大狀態的條件：①內部②外部________________________________________________3、三極管工作在放大狀態的條件時的電流分配關系：________________4、三極管的三種工作狀態：_________、_________、_________。每種狀態的偏置特點：_________、_________、_________。5、三極管工作在放大狀態時判斷NPN和PNP條件：_________、_________。復習例投影測驗0V0.7V5VT1硅3.7V3.7V3VT2硅-6V-5.7V0VT3鍺測驗：判斷下列管子的狀態截止臨界飽和放大三極管處于放大、飽和、截止狀態時，不同管型發射結和集電結的偏置電壓條件及電壓范圍晶體管的主要參數●四、晶體管的主要參數●1、電流放大系數共射極電流放大系數●2、極間反向電流集電結反向飽和電流ICBO穿透電流ICEO發射極開路IE=0基極開路IB=0越小越好也受溫度影響（P118）uCE一定：β=20~100β=100~300問題：已知某晶體管iB=20μA、iC=6mA能否根據這兩個數據決定電流放大系數?何時可以？何時不可以？晶體管的主要參數●3、極限參數集電極最大允許電流ICM反向擊穿電壓集電極最大允許功率損耗PCM電流過高時性能顯著下降主要體現在β會下降取決于管子的溫升兩個PN結反向電壓超過規定值發生擊穿擊穿電壓與連接方式有關發射極-基極間反向擊穿電壓UEBO集電極開路集電極-發射極間反向擊穿電壓UCEO基極開路集電極-基極間反向擊穿電壓UCBO發射極開路bce--++uCEuBEiCiEiB使得管子得到充分利用而又安全可靠的參數晶體管的主要參數●4、特征頻率fT用來衡量晶體管高頻時放大性能的參數。實質上是β隨頻率變化的描述頻率增加，β下降，當β下降到1時所對應的頻率稱為特征頻率fT

。晶體管的主要參數●五、溫度對晶體管參數的影響1、溫度對ICBO的影響2、溫度對β的影響3、溫度對uBE的影響溫度升高10℃，ICBO增加一倍溫度升高β增加溫度升高

uBE減小晶體管的主要參數第4章掌握內容●

1、二極管的伏安特性、二極管的等效電路●

2、二極管電路的分析方法●

3、穩壓二極管的伏安特性及穩壓二極管的作用●

4、三極管的輸入特性及輸出特性曲線●

5、三極管的放大原理●

6、晶體管的三種工作狀態●

7、晶體管的特點場效應晶體管第四節場效應晶體管場效應晶體管場效應管（FET）簡稱基本原理——利用輸入電壓產生的電場效應來控制輸出電流電壓控制器件●一、絕緣柵型場效應管（IGFET）根據結構和工作原理的不同分為絕緣柵型場效應管MOS●1、絕緣柵型場效應管符號及分類g柵極d漏極S源極B襯底柵極與源極、漏極之間絕緣絕緣材料SiO2金屬-氧化物-半導體場效應管結型場效應管Metal_Oxide_SemiconductortypeFieldEffectTransistorFieldEffectTransistor場效應晶體管引入的原因晶體管放大電路的輸入阻抗比較低，原因是由于晶體管的輸入端(發射結)必須工作在正向偏置下所引起的。場效應管材料為絕緣：輸入電阻可達1012~1015ΩuSRSRbuSRSRbri場效應管分類按摻雜分類N溝道P溝道按工作狀態分類增強型（E）耗盡型(D)gdSBNMOS(E型)gdSBNMOS(D型)gdSBPMOS(D型)gdSBPMOS(E型)場效應管工作原理●2、絕緣柵型場效應管工作原理⑴加電壓Ugs→柵極下方形成反型層→NNP漏極d與源極s構成通路N溝道。⑵加電壓Uds→Id⑶Ugs↑→反型層加寬→產生Id溝道電阻減小→Id↑電壓控制電流增強型Ugs=0時不存在導電溝道,Id=0Ugs=0時存在導電溝道,Id≠0耗盡型此時的Ugs稱為開啟電壓UT感應溝道gdSB場效應管工作原理●2、絕緣柵型場效應管工作原理gdSBNNPId⑴電壓Ugs<UT→即使Uds>0Id=0⑵電壓Ugs≥UT→Uds

較小，導電溝道寬度不變Uds↑Id↑（線性）⑶電壓Ugs>UT→Uds

較大，導電溝道存在電位梯度，導電溝道寬度不均勻⑷電壓Ugs>UT→Uds

增大到，(Ugd=Ugs-Uds=UT)預夾斷⑸電壓Ugs>UT→Uds

再繼續增大，(Ugd<UT)出現夾斷區Uds↑Id飽和NMOS(E型)輸出特性曲線●3、NMOS(E型)輸出特性曲線①可變電阻區*

uGS>UT，uDS很小*

UDS增加，iD幾乎不變（恒流）②放大區③截止區當輸入電壓uGS保持恒定，輸出電流iD和電壓uDS的關系曲線*

uGS固定為不同值，相當于改變電阻。此時場效應管=壓控電阻①*

uGS>UT，uDS很大，uGD<UT，導電溝道出現夾斷區*

uGS不變，iD隨uDS的增大而線性增大*

uGS≤UT，

iD≈0②放大區*

跨導gm來描述uGS對iD的控制iD/mA24132uDS/v406810uGS=6VuGS=5VuGS=4VuGS=3V③恒流區飽和區NMOS(E型)轉移特性●4、NMOS(E型)轉移特性當輸出電壓uDS保持恒定，輸出電流iD和輸入電壓uGS的關系曲線iD/mA24131uGS/v20345iD/mA24132uDS/v406810uGS=2VuGS=3VuGS=4VuGS=5VuDS=4V設想再做一條uDS=8的轉移特性與放大區對應的轉移特性幾乎是一條曲線UTNMOS(D型)的特性●5、NMOS(E型)的主要參數（自學）*uGS>UP，特性與NMOS（E型）一致轉移特性表達式*uGS加反向電壓=Up時，導電溝道消失使得iD=0。*預夾斷點軌跡方程為uDS=uGS-Up●6、NMOS(D型)的特性Ugs=0，存在導電溝道,Id≠0耗盡型iD/mA2