半導(dǎo)體二極管和晶體管課件

1、(1-1)第八章半導(dǎo)體二極管和晶體管2022/9/23(1-1)第八章2022/9/23(1-2)二、工作原理（以P溝道為例）UDS=0V時PGSDUDSUGSNNNNIDPN結(jié)反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄。2022/9/23(1-2)二、工作原理（以P溝道為例）UDS=0V時PGSD(1-3)PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時NNUGS越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。但當(dāng)UGS較小時，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。DS間相當(dāng)于線性電阻。2022/9/23(1-3)PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時NNUG(1-4)PGSDUDSUGSNNUDS=0時UGS達

2、到一定值時（夾斷電壓VP）,耗盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，這時，即使UDS 0V，漏極電流ID=0A。ID2022/9/23(1-4)PGSDUDSUGSNNUDS=0時UGS達到一定(1-5)PGSDUDSUGSUGS0、UGDVP時耗盡區(qū)的形狀NN越靠近漏端，PN結(jié)反壓越大ID2022/9/23(1-5)PGSDUDSUGSUGS0、UG(1-6)PGSDUDSUGSUGSVp且UDS較大時UGDVP時耗盡區(qū)的形狀NN溝道中仍是電阻特性，但是是非線性電阻。ID2022/9/23(1-6)PGSDUDSUGSUGSVp且UDS較大時UG(1-7)GSDUDSUGSUGSVp UGD=VP時N

3、N漏端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。UDS增大則被夾斷區(qū)向下延伸。ID2022/9/23(1-7)GSDUDSUGSUGSVp UGD=VP時N(1-8)GSDUDSUGSUGSVp UGD=VP時NN此時，電流ID由未被夾斷區(qū)域中的載流子形成，基本不隨UDS的增加而增加，呈恒流特性。ID2022/9/23(1-8)GSDUDSUGSUGS0時UGS足夠大時（UGSVT）感應(yīng)出足夠多電子，這里出現(xiàn)以電子導(dǎo)電為主的N型導(dǎo)電溝道。感應(yīng)出電子VT稱為閾值電壓2022/9/23(1-20)PNNGSDUDSUGSUGS0時UGS足夠大(1-21)UGS較小時，導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電阻將D-S連接起來，UGS越大

4、此電阻越小。PNNGSDUDSUGS2022/9/23(1-21)UGS較小時，導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電阻將D-S連接起來(1-22)PNNGSDUDSUGS當(dāng)UDS不太大時，導(dǎo)電溝道在兩個N區(qū)間是均勻的。當(dāng)UDS較大時，靠近D區(qū)的導(dǎo)電溝道變窄。2022/9/23(1-22)PNNGSDUDSUGS當(dāng)UDS不太大時，導(dǎo)電溝(1-23)PNNGSDUDSUGS夾斷后，即使UDS 繼續(xù)增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加，UGD=VT 時，靠近D端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。2022/9/23(1-23)PNNGSDUDSUGS夾斷后，即使UDS 繼(1-24)三、增強型N溝道MOS管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲

5、線0IDUGSVT2022/9/23(1-24)三、增強型N溝道MOS管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線0(1-25)輸出特性曲線IDU DS0UGS02022/9/23(1-25)輸出特性曲線IDU DS0UGS02022/9(1-26)四、耗盡型N溝道MOS管的特性曲線耗盡型的MOS管UGS=0時就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓才能夾斷。轉(zhuǎn)移特性曲線0IDUGSVT2022/9/23(1-26)四、耗盡型N溝道MOS管的特性曲線耗盡型的MOS(1-27)輸出特性曲線IDU DS0UGS=0UGS02022/9/23(1-27)輸出特性曲線IDU DS0UGS=0UGS0U(1-28) 10.7.2 場效應(yīng)管

6、放大電路下圖是 場效應(yīng)管的分壓式偏置共源極放大電路 靜態(tài)時，電阻 RG 中無電流，柵源電壓為式中 UG 為柵極電位。 當(dāng)有輸入信號時，由交流通路可得輸出電壓為C1+UDD+SGDRDRG1RGRG2TRSRLCSC2+ui+uo分壓式偏置放大電路式中2022/9/23(1-28) 10.7.2 場效應(yīng)管放大電路下圖是 場效應(yīng)管(1-29)SGDRDRG1RGRG2TRL分壓式偏置放大電路的交流通路+電壓放大倍數(shù)為式中的負號表示輸出電壓和輸入電壓反向。放大電路的輸入電阻為放大電路的輸出電阻為2022/9/23(1-29)SGDRDRG1RGRG2TRL分壓式偏置放大電(1-30) 例 1 在分壓式偏置共源極放大電路中，已知 UDD = 20 V， RD = 5 k ， RS = 1.5 k , RG1 = 100 k， RG2 = 47 k, RG = 2 M， RL = 10 k，gm = 2 mA/V， ID = 1.5 mA。試求：(1)靜態(tài)值；(2)電壓放大倍數(shù)。解 (1)靜態(tài)值(2) 電壓放大倍數(shù)2022/9/23(1-30) 例 1 在分壓式偏置共源極放大電路中(1-31)C1+UDDRG1RGRG2TRSC2+ui+uo源極輸出器 下圖是由場效應(yīng)管構(gòu)成的源極輸出器，它和晶體管的射極輸出器一樣，