半导体元件及其特性课件.ppt
(1)UCC=(2)UCE=UCC-ICRP2IC=其中，UCE最低一般為0.5V，故可略。由IC＜ICM，所以,故1.2.4複合三極管複合三極管是把兩個三極管的管腳適當的連接起來使之等效為一個三極管，典型結構如圖1.2.13所示。以圖1.2.13(a)為例分析。ic=ic1+ic2=β1ib1+β2ib2=β1ib1+β2(1+β1)ib1≈β1ib1+β2β1ib1=β1ib1（1+β2）≈β1β2ib1即β=說明複合管的電流放大係數β近似等於兩個管子電流放大係數的乘積。同時有ICEO=ICEO2+β2ICEO1表明複合管具有穿透電流大的缺點。1.3場效應管1.3.1結型場效應管1.結構及符號結型場效應管也是具有PN結的半導體器件，圖1.3.1（a）繪出了N溝道結型場效應管的結構（平面）示意圖。它是一塊N型半導體材料作襯底，在其兩側作出兩個雜質濃度很高的P+型區，形成兩個PN結。從兩邊的P型區引出兩個電極並聯在一起，成為柵極(G)；在N型襯底材料的兩端各引出一個電極，分別稱為漏極（D）和源極（S）。兩個PN結中間的N型區域稱為導電溝道，它是漏、源極之間電子流通的途徑。這種結構的管子被稱為N型溝道結型場效應管，它的代表符號如圖1.3.1（b）所示。如果用P型半導體材料作襯底，則可構成P溝道結型場效應管，其代表符號如圖1.3.1(c)所示。N溝道和P溝道結型場效應管符號上的區別，在於柵極的箭頭方向不同，但都要由P區指向N區。?2.基本工作原理。上述兩種結構的結型場效應管工作原理完全相同，下麵我們以N型溝道結型場效應管為例進行分析。研究場效應管的工作原理，主要是講輸入電壓對輸出電流的控制作用。在圖1.3.2中，繪出了當漏源電壓UDS=0時，柵源電壓UGS大小對導電溝道影響的示意圖。（1）當UGS=0時，PN結的耗盡層如圖1.3.2(a)中陰影部分所示。耗盡層只占N型半導體體積的很小一部分，導電溝道比較寬，溝道電阻較小。（2）當在柵極和源極之間加上一個可變直流負電源UGG時，此時柵源電壓UGS為負值，兩個PN結都處於反向偏置，耗盡層加寬，導電溝道變窄，溝道電阻加大，如圖1.3.2(b)所示。而且柵源電壓UGS愈負，導電溝道愈窄，溝道電阻愈大。（3）當柵源電壓UGS負到某一值時，兩邊的耗盡層近於碰上，仿佛溝道被夾斷，溝道電阻趨於無窮大，如圖1.3.2（c）所示。此時的柵源電壓稱為柵源截止電壓（或夾斷電壓），並以UGS（off）表示。GS(off)時由以上的分析可知，改變柵源電壓UGS的大小，就能改變導電溝道的寬窄，也就能改變溝道電阻的大小。如果在漏極和源極之間接入一個適當大小的正電源UDD，則N型導電溝道中的多數載流子（電子）便從源極通過導電溝道向漏極作漂移運動，從而形成漏極電流ID。顯然，在漏源電壓UDS一定時，ID的大小是由導電溝道的寬窄（即電阻的大小）決定的，當UGS=UGS（off）時，ID≈0。於是我們得出結論：柵源電壓UGS對漏極電流ID有控制作用。這種利用電壓所產生的電場控制半導體中電流的效應，稱為“場效應”。場效應管因此得名。ID=f(UGS)|UDS=常數圖1.3.3給出了某N溝道結型場效應管的轉移特性。從圖中可以看出UGS對ID的控制作用。UGS=0時的ID，稱為柵源短路時漏極電流，記為IDSS。使ID≈0時的柵源電壓就是柵源截止電壓UGS（off）。從圖中還可看出，對應不同的UDS，轉移特性不同。但是，當UDS大於一定數值後，不同的UDS,轉移特性是很靠近的，這時可以認為轉移特性重合為一條曲線，使分析得到簡化。此外，圖1.3.3中的轉移特性，可以用一個近似公式來表示：ID≈IDSS(1-0≥UGS≥