第11章常用半導(dǎo)體器件

1、(11-1) 第十一章第十一章 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件自動(dòng)化與電子信息學(xué)院自動(dòng)化與電子信息學(xué)院 電工學(xué)教研組電工學(xué)教研組(11-2)(11-3)第十一章第十一章 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件 11.1 11.1 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)與半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)與PNPN結(jié)結(jié) 11.2 11.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 11.3 11.3 特殊二極管特殊二極管 11.4 11.4 晶體三極管晶體三極管 11.5 11.5 場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管(11-4)11.1 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)(11-5)1.本征半導(dǎo)體（純凈半導(dǎo)體）本征半導(dǎo)體（純凈半導(dǎo)體）一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、本征半導(dǎo)體的

2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeSi現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。(11-6)共價(jià)健共價(jià)健 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子(11-7)共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自自由電子由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是形成共價(jià)

3、鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。則排列，形成晶體。+4+4+4+4(11-8)二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在絕對(duì)在絕對(duì)0度度（T=0K）和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí)和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí), ,價(jià)價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子載流子），它的導(dǎo)電），它的導(dǎo)電能力為能力為 0，相當(dāng)于絕緣體。，相當(dāng)于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的

4、能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由自由電子電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴空穴。1.1.載流子、自由電子和空穴載流子、自由電子和空穴(11-9)+4+4+4+4自由電子自由電子空穴空穴束縛電子束縛電子二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理帶電粒子（即帶電粒子（即載流子載流子）(11-10)2.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4思考思考:空穴和自由電空穴和自由電子的移動(dòng)方向相反，子的移動(dòng)方向相反，所形成的電流方向是所形成的電流方向是否也相反？否也相反？本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即

5、本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。(11-11)溫度越高，載流子的濃度越高。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度溫度是影響半導(dǎo)體性是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。 2. 空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流?？昭ㄒ苿?dòng)產(chǎn)生的電流。(11-12)2. 2. 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微

6、量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（空穴半導(dǎo)體）。稱為（空穴半導(dǎo)體）。N 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（電子半導(dǎo)體）。也稱為（電子半導(dǎo)體）。negativepositive(1-13) Si Si Si Sip+多多余余電電子子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電子變

7、為電子變?yōu)檎x子正離子(1-14) Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴動(dòng)畫動(dòng)畫(11-15)(11-16)金屬和半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理有何不同？金屬和半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理有何不同？金屬是自由電子的移動(dòng)產(chǎn)生電流；金屬是自由電子的移動(dòng)產(chǎn)生電流；半導(dǎo)體的空穴和電子移動(dòng)產(chǎn)生電流，半導(dǎo)體的空穴和電子移動(dòng)產(chǎn)生電流，但由于多子和少子的數(shù)量相差很大，但由于多子和少子的數(shù)量相差很大，起導(dǎo)電作用的主要是多子。起導(dǎo)電作用的主要是多子。(1-17)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差空間電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 PN 結(jié)結(jié) +形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)(11-18)1 1

8、、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。、空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。2 2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P P中的空穴、中的空穴、N區(qū)區(qū) 中的電子（中的電子（都是多子都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)）。）。3 3、P 區(qū)中的電子和區(qū)中的電子和 N區(qū)中的空穴（區(qū)中的空穴（都是少都是少），），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。注意注意: :(11-19) PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PN 結(jié)結(jié)加上正向電壓加上正向電壓、正向偏置正向偏置的意思都是的意思都是： P 區(qū)區(qū)加正、加正、N 區(qū)加負(fù)電壓。區(qū)加負(fù)電壓。 PN 結(jié)結(jié)加上反向電壓加上

9、反向電壓、反向偏置反向偏置的意思都是：的意思都是： P區(qū)區(qū)加負(fù)、加負(fù)、N 區(qū)加正電壓。區(qū)加正電壓。思考：正向偏置和反向偏置對(duì)內(nèi)電場(chǎng)思考：正向偏置和反向偏置對(duì)內(nèi)電場(chǎng)的作用有何不同？的作用有何不同？(11-20)+RE一、一、PN 結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。較大的擴(kuò)散電流。(11-21)二、二、PN 結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置+內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有移加強(qiáng)，但少子數(shù)量

10、有限，只能形成較小的反限，只能形成較小的反向電流。向電流。RE(11-22)PNPN結(jié)的形成結(jié)的形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散強(qiáng)擴(kuò)散強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)兩者平衡兩者平衡PNPN結(jié)寬度基本穩(wěn)定結(jié)寬度基本穩(wěn)定外加外加電壓電壓平衡平衡破壞破壞擴(kuò)散強(qiáng)擴(kuò)散強(qiáng)漂移強(qiáng)漂移強(qiáng)PNPN結(jié)導(dǎo)通結(jié)導(dǎo)通PNPN結(jié)截止結(jié)截止(11-23)PN結(jié)的單向?qū)щ娦哉蚱煤头聪蚱脮r(shí)，流過(guò)正向偏置和反向偏置時(shí)，流過(guò)PN結(jié)的電流有何不同？結(jié)的電流有何不同？理想情況下，正向偏置和反向偏置時(shí)，理想情況下，正向偏置和反向偏置時(shí)，PN結(jié)在電路中結(jié)在電路中的作用有何不同？的作用有

11、何不同？正向偏置：正向偏置：PNPN結(jié)呈現(xiàn)低阻導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)結(jié)呈現(xiàn)低阻導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)PNPN結(jié)的結(jié)的電流基本是多子的擴(kuò)散電流電流基本是多子的擴(kuò)散電流正向電流正向電流反向偏置：反向偏置：PNPN結(jié)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，通過(guò)結(jié)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，通過(guò)PNPN結(jié)的電流結(jié)的電流是少子的漂移電流是少子的漂移電流-反向電流反向電流(11-24)(11-25)點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型正極正極引線引線觸絲觸絲N 型鍺片型鍺片外殼外殼負(fù)極負(fù)極引線引線負(fù)極引線負(fù)極引線 面接觸型面接觸型N型鍺型鍺PN 結(jié)結(jié) 正極引線正極引線鋁合金鋁合金小球小球底座底座金銻金銻合金合金正極正極引線引線負(fù)極負(fù)極引線引線集成電路中平面型集成電路中平面型PNP

12、 型支持襯底型支持襯底符號(hào)：符號(hào)：PND D(11-26) 二、伏安特性二、伏安特性UI死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0.6V,鍺管鍺管0.2V。導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降: : 硅硅管管0.60.7V,鍺鍺管管0.20.3V。反向擊穿反向擊穿電壓電壓UBR不同區(qū)域二極管在電路中不同區(qū)域二極管在電路中的作用有何不同？的作用有何不同？(1-27)(11-28)定性分析：定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止 若二極管是理想的，若二極管是理想的，(11-29)例例1：D6V12V3k BAUAB+(11-30)例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+(11-3

13、1)V sin18itu t (11-32)二極管應(yīng)用舉例二極管應(yīng)用舉例 主要利用二極管的單向?qū)щ娦??？捎糜谡?、檢波、限主要利用二極管的單向?qū)щ娦??？捎糜谡?、檢波、限幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中作為開關(guān)元件。幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中作為開關(guān)元件。 例例: 圖中電路，輸入端圖中電路，輸入端A的電位的電位VA=+3V，B的電位的電位VB=0V，求輸出端，求輸出端Y的電位的電位VY。電阻。電阻R接負(fù)電源接負(fù)電源-12V。（兩個(gè)二極管均為鍺二級(jí)管，正向壓降（兩個(gè)二極管均為鍺二級(jí)管，正向壓降0.3V）VY=+2.7V解：解：DA優(yōu)先導(dǎo)通，優(yōu)先導(dǎo)通， DA導(dǎo)通后，導(dǎo)通后， DB上加的是反向電壓，上

14、加的是反向電壓，因而截止。因而截止。DA起鉗位作用，起鉗位作用， DB起隔離作用。起隔離作用。-12VAB+3V0VDBDAY(11-33)二極管的應(yīng)用舉例二極管的應(yīng)用舉例tttuiuRuoRRLuiuRuo(11-34)11.3 特殊二極管特殊二極管11.3.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管UIIZIZmax UZ IZ穩(wěn)壓穩(wěn)壓誤差誤差曲線越陡，曲線越陡，電壓越穩(wěn)電壓越穩(wěn)定。定。+-UZ動(dòng)態(tài)電阻：動(dòng)態(tài)電阻：ZZIUZrrz越小，穩(wěn)壓越小，穩(wěn)壓性能越好。性能越好。(11-35)（4）穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5）最大允許功耗）最大允許功耗max

15、ZZZMIUP穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 UZ（2）電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù) U（%/） 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)電阻）動(dòng)態(tài)電阻ZZIUZr正向電壓還是反正向電壓還是反向電壓？向電壓？(11-36)穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例uoiZDZRiLiuiRL5mA 20mA, V,10minmaxzzzWIIU穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù)穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):k10LR負(fù)載電阻負(fù)載電阻 。要求要求當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生生 20%波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓基本不變。波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓基本不變。解：令輸入電壓達(dá)到上限時(shí)，流

16、過(guò)穩(wěn)壓管的電解：令輸入電壓達(dá)到上限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為流為Izmax 。求：求：電阻電阻R和輸入電壓和輸入電壓 ui 的正常值。的正常值。mA25maxLZWzRUIi102521RUiRu.zWi方程方程1(11-37)令輸入電壓降到下限令輸入電壓降到下限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為流為Izmin 。mA10minLZWzRUIi101080RUiRu.zWi方程方程2uoiZDZRiLiuiRL聯(lián)立方程聯(lián)立方程1、2，可解得：，可解得：k50V7518.R,.ui(11-38)(11-39)(11-40)11.4 晶體三極管晶體三極管(11-41)(11-42)11.4 晶體

17、三極管晶體三極管11.4.1 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極BCEPNP型型(11-43)BECIBIEICNPN型三極管型三極管BECIBIEICPNP型三極管型三極管(11-44)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)(1-45)EEBRBRC(1-46)(11-47)BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO(11-48)4ICE與與IBE之比稱為之比稱為靜態(tài)靜

18、態(tài)電流電流（直流）（直流）放大倍數(shù)放大倍數(shù)要使三極管能放大電流，必須使要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。偏，集電結(jié)反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII(11-49)11.4.3 特性曲線特性曲線ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路(11-50)一、一、輸入特性輸入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺管鍺管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。(11-51)二、二、輸出

19、特性輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域滿此區(qū)域滿足足IC= IB稱為線性稱為線性區(qū)（放大區(qū)（放大區(qū)）。區(qū)）。當(dāng)當(dāng)UCE大于一大于一定的數(shù)值時(shí)，定的數(shù)值時(shí)，IC只與只與IB有關(guān)，有關(guān)，IC= IB。(11-52)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中UCE UBE,集電結(jié)正偏，集電結(jié)正偏， IBIC，UCE 0.3V稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。(11-53)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域

20、中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死區(qū)電死區(qū)電壓，稱為截壓，稱為截止區(qū)。止區(qū)。(11-54)三、主要參數(shù)三、主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。集接法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為 IB，相應(yīng)的集電極電流變化為相應(yīng)的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放大倍數(shù)大

21、倍數(shù)為：為：BIIC1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 _(11-55)2.集集- -基極反向截止電流基極反向截止電流ICBO AICBOICBO是集是集電結(jié)反偏電結(jié)反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。(11-56)BECNNPICBOICEO= IBE+ICBO IBE IBEICBO進(jìn)入進(jìn)入N區(qū)，形成區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，根據(jù)放大關(guān)系，由于由于IBE的存的存在，必有電流在，必有電流 IBE。集電結(jié)反集電結(jié)反偏有偏有ICBO3. 集集- -射極反向截止電流射極反向截止電流ICEOICEO受溫度影響受溫度影響很大，當(dāng)溫度上很大

22、，當(dāng)溫度上升時(shí)，升時(shí)，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也也相應(yīng)增加。相應(yīng)增加。三極三極管的溫度特性較管的溫度特性較差差。(11-57)4.集電極最大電流集電極最大電流ICM集電極電流集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的上升會(huì)導(dǎo)致三極管的 值的下降，值的下降，當(dāng)當(dāng) 值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為流即為ICM。5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓當(dāng)集當(dāng)集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25 C、基極開路時(shí)的擊穿電壓基極開路時(shí)的擊穿

23、電壓U(BR)CEO。(11-58)6. 集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流IC 流過(guò)三極管，流過(guò)三極管， 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳 熱為：熱為：PC =ICUCE 必定導(dǎo)致結(jié)溫必定導(dǎo)致結(jié)溫 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)(11-59)例：例：UCE=6V時(shí)時(shí)：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2BCII在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：

24、在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： =(11-60)11.5 場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型晶體管不同，它是多子場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型晶體管不同，它是多子導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。P溝道溝道增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型N溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道P溝道溝道（耗盡型）（耗盡型）JFET結(jié)型結(jié)型MOSFET絕緣柵型絕緣柵型FET場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管N溝道溝道(11-61)N基底基底 ：N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體PP兩邊是兩邊是P區(qū)區(qū)G(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)11.5.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道(11-62)NPPG(柵極柵極)S

25、源極源極D漏極漏極N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSDGS(11-63)PNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSDGS(11-64)二、工作原理（以二、工作原理（以P溝道為例）溝道為例）UDS=0V時(shí)時(shí)PGSDUDSUGSNNNNIDPN結(jié)反偏，結(jié)反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越寬，導(dǎo)電溝道越窄。窄。(11-65)PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時(shí)時(shí)NNUGS越大耗盡區(qū)越寬，越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。溝道越窄，電阻越大。但當(dāng)?shù)?dāng)UGS較小時(shí)，耗盡較小時(shí)，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。電溝道。DS間相當(dāng)于間相當(dāng)于線性電阻。線性電阻。(11-66)PGSDUDSUGSNNUDS=0時(shí)時(shí)UGS達(dá)到一定值時(shí)達(dá)到一定值時(shí)（夾斷電壓夾斷電壓VP）,耗耗盡區(qū)碰到一起，盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，間被夾斷，這時(shí)，即這時(shí)，即使使UDS 0V，漏極電，漏極電流流ID=0A。ID(11-67)PGSDUDSUGSUGS0、UGDVP時(shí)時(shí)耗盡區(qū)的形狀耗盡區(qū)的形狀NN越靠近漏端，越靠近漏端，PN結(jié)反壓越大結(jié)反壓越大ID(11-6