【正文】 (121) PN結(jié)的形成： 多子擴(kuò)散 擴(kuò)散 飄移 動(dòng)態(tài)平衡 穩(wěn)定的 PN結(jié)。在 定量計(jì)算 時(shí)往往忽略。 注意 ： 串電阻限流。形成的微小電流稱為反向飽和電流 (? )。 PN結(jié)的反向擊穿特性 PN結(jié)的反向擊穿有兩類：齊納擊穿和雪崩擊穿。 這也是半導(dǎo)體器件熱穩(wěn)定性差的主要原因 。 半導(dǎo)體二極管 一、 基本結(jié)構(gòu) 第二章 半導(dǎo)體器件 (132) 面接觸型 （一般是硅材料） 主要應(yīng)用在大電流、低頻電路。 (擊穿電壓 6 V，負(fù) 溫度系數(shù) ) 雪崩擊穿： 反向電場(chǎng)使電子加速，動(dòng)能增大，撞擊 使自由電子數(shù)突增。 第二章 半導(dǎo)體器件 (139) 硅管的伏安特性 鍺管的伏安特性 60 40 20 – – 0 –25 –50 iD / mA uD / V iD / mA uD / V – 25 – 50 5 10 15 – – 0 第二章 半導(dǎo)體器件 (140) 特性曲線： uD iD 等效開關(guān)模型 S S 正偏導(dǎo)通 ， uD = 0； 第二章 半導(dǎo)體器件 理想模型 Duu ?? DL rr ??二極管常用等效模型 條件： 正偏電路 ： 符號(hào)： 反偏截止 ， iD = 0 U(BR) = ? (141) 二極管恒壓源等效模型 Duu ? DL rr ??DU第二章 半導(dǎo)體器件 uD iD UD(on) uD = UD(on) V (Si) V (Ge) (142) uD iD UD ?U ?I IUr D ???斜率 1/ rD rD UD 第二章 半導(dǎo)體器件 二極管低頻小信號(hào)模型 (143) 主要參數(shù) （ 1）最大整流電流 IOM 二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。 第二章 半導(dǎo)體器件 (144) （ 3） 反向電流 IR 指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。 以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用主要利用它的單向?qū)щ娦浴? 二極管應(yīng)用舉例 UD(on) 近似 模型 實(shí)際電路 理想模型 第二章 半導(dǎo)體器件 (147) [解 ] 1. VDD = 2 V 理想 IO = VDD / R = 2 / 2 = 1 (mA) UO = VDD = 2 V 近似 UO = VDD – UD(on) = 2 ? = (V) IO = UO / R = / 2 = (mA) 2. VDD = 10 V 理想 IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (mA) 近似 UO = 10 ? = (V) IO = / 2 = (mA) VDD 大， 采用理想模型 VDD 小， 采用恒壓降模型 1. （ 2） 第二章 半導(dǎo)體器件 UD(on) 近似模型 理想模型 (148) 例 2： 試求電路中電流 I I IO 和輸出電壓 UO的值 。 理想二極管：死區(qū)電壓 =0 ， 正向壓降 =0 第二章 半導(dǎo)體器件 如果二極管：死區(qū)電壓 =0 .5V， 正向壓降 ?(硅二極管 )， 曲線有什么變化？ (153) 第二章 半導(dǎo)體器件 例 7： 已知 ui = 4 sin ?t (V)， 二極管為理想二極管，畫出 uo的波形 。 2）利用反向伏安特性上電流在一定范圍內(nèi)變化，穩(wěn)壓管兩端的電壓基本不變的特點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)壓。 幾 ? ? 幾十 ? 第二章 半導(dǎo)體器件 ZZIUZr ???穩(wěn)壓二極管的參數(shù) : I UZ IZ IZmax IZmin (158) 5. 穩(wěn)定電壓溫度系數(shù) CT %10 0ZZT ????TUUCUZ 4 V， CT 0 (為齊納擊穿 )具有負(fù)溫度系數(shù) ； UZ 7 V， CT 0 (為雪崩擊穿 )具有正溫度系數(shù)； 4 V UZ 7 V， CTV 很小。 第二章 半導(dǎo)體器件 (161) 令輸入電壓降到下限時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin 。 雙級(jí)型晶體三極管 (165) 167。 2..4 雙級(jí)型晶體三極管 (167) B E C N N P 基極 發(fā)射極 集電極 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) 167。 雙級(jí)型晶體三極管 (171) EBEC 電流放大原理（放大狀態(tài)） B E C N N P EB RB Ec 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流 IE。 雙級(jí)型晶體三極管 (172) B E C N N P EB RB Ec IE 集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流 ICBO。 雙級(jí)型晶體三極管 (174) ICE 與 IBE 之比稱為 直流電流放大倍數(shù) : 要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 UCE=0V UCE = 死區(qū)電壓，硅管， 鍺管 。 常數(shù)??B)( CEC iufi167。 167。 雙級(jí)型晶體三極管 (181) －－共射直流電流放大倍數(shù) ： BCII?_ _ _b－－共射 交流電流放大倍數(shù) BII C???b1. 電流放大倍數(shù) 和 b ___b BJT的主要參數(shù) 167。 167。 集電結(jié)反偏有 ICBO 167。 167。 雙級(jí)型晶體三極管 (188) 6. 集電極最大允許功耗 PCM 集電極電流 IC流過三極管，所發(fā)出的焦耳熱為： PC=ICUCE 必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以 PC有限制。 167。 截止?fàn)顟B(tài)：反射結(jié) 反 偏，集電結(jié) 反 偏 。 雙級(jí)型晶體三極管 (196) 例 4： 判斷下圖各三極管的工作狀態(tài)。 雙級(jí)型晶體三極管 (199) 例 3： b = 50， USC =12V， RB =70k?， RC = 6k? , 當(dāng) USB = 2V， 2V， 5V, … 所以 IB IBS ， Q位于放大區(qū) 。 雙級(jí)型晶體三極管 (1101) 例 4： 判斷下圖各三極管的工作狀態(tài)。 雙級(jí)型晶體三極管 (1104) BJT的電路模型 ＊ BJT低頻小信號(hào) h參數(shù)等效模型 BEuCiCEuBiBJT ),(1 CEBbe uifu ?),(2 CEBC uifi ?全微分得 ： 167。 雙級(jí)型晶體三極管 (1107) 關(guān)于晶體管輸入電阻 ber39。er39。 eebbbbe rrrr ???EQTbbbe IUrr )1(39。 ebbb rr ??EQTbb IUr )1(39。 分類 : 模擬集成電路、數(shù)字集成電路 小、中、大、超大規(guī)模集成電路 ? ? 集成電路 167。 幾十 PF以下的小電容用 PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、大電容要外接。 集成電路 (1111) 二、等效電路 uo uid u– i+ u+ uo Rid Aud uid Ro i– uid — 差模輸入電壓 uid = u? – u+ Aud — 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) uo = Aud(u+ – u?) 167。 167。 集成電路 (1117) 運(yùn)算放大器外形圖 167。 集成電路 (1121) ui uo +UOM UOM ? ui uo _ + ? + Ao Cm a xoOM EuU ??例：若 UOM=12V,Ao=106， 則 |ui|12?V時(shí)， 運(yùn)放 處于線性區(qū)。 集成電路 (1123) 理想運(yùn)算放大器 理想運(yùn)算放大器 (1) 高增益 Aod = ∞ (2) 失調(diào)小 Ri = ∞ (3) 恒壓輸出 Ro= 0 (4) 頻帶寬 BW = ∞ (5) 零輸入零輸出 u+ =u 時(shí) uo =0 (6) 沒有溫度漂移 KCMR = ∞ 傳輸特性曲線 線 性 區(qū) O uid uo Uomax –Uomax 正飽和區(qū) 負(fù)飽和區(qū) 167。 虛開路 運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn) 在分析信號(hào)運(yùn)算電路時(shí)對(duì)運(yùn)放的處理 167。 集成電路 (1127) 例 同相比例運(yùn)算電路 u= u+= ui _ + ? + ? R2 R1 RP ui uo 12 RuRuu iio ??io u)RR(u121 ??反饋方式： 電壓串聯(lián)負(fù)反饋。 集成電路 (1128) _ + ? + ? R2 R1 R1 ui2 uo R2 ui1 ?? ? uu112 RuuRuu io ??? ??212RuRuu i ?? ??)uu(RRuiio 1212 ??解出： 特 3：?jiǎn)芜\(yùn)放的加減運(yùn)算電路：差動(dòng)放大器 167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (1133) 場(chǎng)效應(yīng)管 1. 分類 按導(dǎo)電溝道分 N 溝道 P 溝道 按結(jié)構(gòu)分 絕緣柵型 (MOS) 結(jié)型 按特性分 增強(qiáng)型 耗盡型 uGS = 0 時(shí) ， iD = 0 uGS = 0 時(shí) ， iD ? 0 增強(qiáng)型 耗盡型 (耗盡型 ) 第一章 小結(jié) (1134) 特點(diǎn)： 1. 單極性器件 (每個(gè) FET中只有一種載流子導(dǎo)電 ) 3. 工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、體積小、成本低 2. 輸入電阻高 (107 ? 1015 ?， IGFET 可高達(dá) 1015 ?) 167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (1138) 二 、 工作原理 （ 以 P溝道為例 ） UDS=0V時(shí) P G S D UDS UGS N N ID UGS0， PN結(jié)反偏 ， UGS越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄。 167。 N N ID UDS 0時(shí) ?越靠近漏端， PN結(jié)反壓越大 167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (1143) G S D UDS UGS ID 此時(shí)： )( o f fGSDSGSGD UUUU ???)( o f fGSGSDS UUU ??N N 注意： UGS一定 ， UGD＝ UGS(off)時(shí) ,漏端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。這就是 對(duì) 的控制作用。 mggsu diGSDmuig???167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (1149) 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的缺點(diǎn) ： 1. 柵源極間的電阻雖然可達(dá) 107以上，但在某些場(chǎng)合仍嫌不夠高。 167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (1153) P溝道耗盡型 G S D 予埋了導(dǎo)電溝道 N P P G S D 167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (1156) UGS較小時(shí)，導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電阻將 DS連接起來， UGS越大此電阻越小。 167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (1159) 三、 增強(qiáng)型 N溝道 MOS管的特性曲線 轉(zhuǎn)移特性曲線 0 ID UGS )(thGSU167。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 0 ID UGS VT )(thGSU(1162) 輸出特性曲線 ID U DS 0 UGS=0 UGS0 UGS0 167。 DDSDS iur???漏極輸出電阻