第一章半导体器件gai.ppt

课程概要 什么是电子技术 学习内容 教学要求 4、PN结的电容效应 2、扩散电容Cd PN结的结电容 Cj=Cb+Cd Cb和Cd一般都很小，对于低频信号呈现出很大的容抗，其作用可以忽略不计。在信号频率较高时才考虑结电容的作用，因为此时将不能很好地体现PN结的单向导电性。 二、二极管的伏安特性及电流方程 二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性 从二极管的伏安特性可以反映出：  1. 单向导电性 二极管的等效电路 将伏安特性折线化 3. 电流分配关系 晶体管内部电流的分配关系 4.特征频率fT 由于晶体管中PN结结电容的存在，晶体管的交流电流放大系数是所加信号频率的函数。信号频率高到一定程度时集电极与基极电流之比不但数值下降，且产生相移。 使? 的数值下降到1的信号频率称为特征频率。 4. 温度对晶体管输出特性的影响 1.3.6 光电三极管 三极管的命名规则（GB249-89） 1.4 场效应管 1.4.1 结型场效应管 1 结型场效应管的结构和类型 2 结型场效应管的工作原理 3 结型场效应管的特性曲线 一 、结型场效应管结构和类型 结型场效应管的分类和符号 结型场效应管的分类和符号 二、 结型场效应管工作原理 三、 结型场效应管特性曲线 结型场效应管特性小结 金属-氧化物-半导体场效应管 一、 N沟道增强型MOS管 增强型MOS管特性小结 耗尽型MOSFET 耗尽型MOSFET的特性曲线 场效应三极管的参数和型号 4. 输入电阻RGS 二、 场效应三极管的型号 几种常用场效应三极管的主要参数 双极型三极管与场效应三极管的比较 多发射极管的结构与符号 多集电极管的结构与符号 CMOS电路 UGS (off) 1. 输出特性 iD/mA iD/mA 当︱ uGD ︱ ︱ UGS (off) ︱ 时， iD 随uDS 线性增加，相当于线性电阻，其阻值uGS由决定，称为可变电阻区。 uDS /V u GS /V u GS =0 UGS (off) 当︱ u GD ︱〉 ︱ UGS (off) ︱时，iD基本不随uDS 变化，仅取决于uGS，称为恒流区或饱和区。 iD/mA iD/mA uDS /V u GS /V u GS =0 UGS (off) 当︱ uGS ︱ 〉 ︱ UGS (off) ︱时，导电沟道完全夹断，电流为零，称为截止区。 当uDS 升高到一定程度时，会出现反向击穿，称为击穿区。 iD/mA iD/mA uDS /V u GS /V u GS =0 UGS (off) 2. 转移特性 IDSS 称为饱和漏电流 iD/mA iD/mA uDS /V u GS /V u GS =0 结型场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 绝缘栅型场效应管Metal Oxide Semiconductor —— MOSFET 分为 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道 增强型： 没有导电沟道， 耗尽型： 存在导电沟道， N沟道 P沟道 增强型 N沟道 P沟道 耗尽型 1.4.2 绝缘栅型场效应管 两个N区 SiO2绝缘层 金属铝 N沟道增强型 G S D B 衬底 P N N G S D P型衬底 截止区 1. 工作原理 P N N G S D uDS uGS uGS=0时 D-S 间相当于两个反接的PN结 iD=0 uGS 足够大，即（uGS UGS (th)）时，会感应出足够多电子，形成一个以电子导电为主的N 型导电沟道。 UGS (th)称为开启电压 P N N G S D uDS uGS uGS0时 排斥空穴，吸引电子 该导电沟道相当于一个电阻，uGS 越大，沟道越宽，电阻越小。 P N N G S D uDS uGS iD 当uDS较大时，靠近D 区的导电沟道变窄。 P N N G S D uDS uGS iD 当uDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的，此时，沟道电阻值基本不变，由uGS 决定。 预夹断后，即使uDS 继续增加，iD呈恒流特性。 uDS 增加，uGD = UGS (th) 时，靠近D端的沟道被夹断（预夹断）。 P N N G S D uDS uGS iD 0 iD uGS UGS (th) 2. 特性曲线（转移特性） 只有在uGS UGS (th) 时才出现沟道，故称为增强