半導(dǎo)體三極管和場效應(yīng)管(編輯修改稿)
2025-06-19 06:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 穿電壓 ＢＵ CBO——發(fā)射極開路時(shí) , 集電極 基極間的反向擊穿電壓 。 ＢＵ CEO——基極開路時(shí) , 集電極 發(fā)射極間的反向擊穿電壓 。 ＢＵ CER——基射極間接有電阻Ｒ時(shí) , 集電極 發(fā)射極間的反向 擊穿電壓 。 ＢＵ CES——基射極間短路時(shí) , 集電極 發(fā)射極間的反向擊穿電壓 。 ＢＵ EBO——集電極開路時(shí) , 發(fā)射極 基極間的反向擊穿電壓 , 此 電壓一般較小 , 僅有幾伏左右 。 上述電壓一般存在如下關(guān)系： EBOC E OC E SC B O BUBUBUBU ???第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 單極型半導(dǎo)體三極管 場效應(yīng)管（簡稱 FET）是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場效應(yīng)來控制輸出電流的，所以又稱之為電壓控制型器件。它工作時(shí)只有一種載流子（多數(shù)載流子）參與導(dǎo)電，故也叫單極型半導(dǎo)體三極管。因它具有很高的輸入電阻，能滿足高內(nèi)阻信號源對放大電路的要求，所以是較理想的前置輸入級器件。它還具有熱穩(wěn)定性好、功耗低、噪聲低、制造工藝簡單、便于集成等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，場效應(yīng)管可以分為結(jié)型場效應(yīng)管（ JFET）和絕緣柵型場效應(yīng)管（ IGFET）或稱 MOS型場效應(yīng)管兩大類。根據(jù)場效應(yīng)管制造工藝和材料的不同，又可分為 N型溝道場效應(yīng)管和 P型溝道場效應(yīng)管。 第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 MOS場效應(yīng)管 這種場效應(yīng)管是由金屬（ Metal） ,氧化物（ Oxide）和半導(dǎo)體（ Semiconductor）組成的，故稱 MOS管。 MOS管可分為 N溝道和 P溝道兩種。按照工作方式不同可以分為增強(qiáng)型和耗盡型兩類。 一 、 增強(qiáng)型Ｎ溝道絕緣柵場效應(yīng)管 結(jié)構(gòu)和符號 圖 2 12是 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的示意圖 。 MOS管以一塊摻雜濃度較低的 P型硅片做襯底 ， 在襯底上通過擴(kuò)散工藝形成兩個高摻雜的 N型區(qū) ， 并引出兩個極作為源極 S和漏極 D；在 P型硅表面制作一層很薄的二氧化硅 （ SiO2） 絕緣層 ， 在二氧化硅表面再噴上一層金屬鋁 ， 引出柵極 G。 這種場效應(yīng)管柵極 、 源極 、 漏極之間都是絕緣的 ， 所以稱之為絕緣柵場效應(yīng)管 。 第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 ( a ) ( c )N＋N＋P 襯底S G D鋁二氧化硅( S i O2)( 襯底引線)BDGBS( b )DGBS圖 212 MOS管的結(jié)構(gòu)及其圖形符號 絕緣柵場效應(yīng)管的圖形符號如圖 212（ b）、 (c)所示，箭頭方向表示溝道類型，箭頭指向管內(nèi)表示為 N溝道 MOS管 (圖 (b))，否則為 P溝道 MOS管 (圖 (c))。 第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 2） 工作原理 圖 213是 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的工作原理示意圖 ，圖 213（ b） 是相應(yīng)的電路圖 。 工作時(shí)柵源之間加正向電源電壓 UGS， 漏源之間加正向電源電壓 UDS,并且源極與襯底連接 ,襯底是電路中最低的電位點(diǎn) 。 當(dāng) UGS=0時(shí) ， 漏極與源極之間沒有原始的導(dǎo)電溝道 ， 漏極電流 ID=0。 這是因?yàn)楫?dāng) UGS=0時(shí) ， 漏極和襯底以及源極之間形成了兩個反向串聯(lián)的 PN結(jié) ， 當(dāng) UDS加正向電壓時(shí) ， 漏極與襯底之間 PN結(jié)反向偏置的緣故 。 第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 ( a ) ( b )N＋N＋P 型襯底S G DRDUDDRDUDDGDSUGG 圖 213 N溝道增強(qiáng)型 MOS (a)示意圖； (b)電路圖 第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 當(dāng) UGS0時(shí) ， 柵極與襯底之間產(chǎn)生了一個垂直于半導(dǎo)體表面 、 由柵極 G指向襯底的電場 。 這個電場的作用是排斥 P型襯底中的空穴而吸引電子到表面層 ， 當(dāng) UGS增大到一定程度時(shí) ， 絕緣體和 P型襯底的交界面附近積累了較多的電子 ， 形成了 N型薄層 ， 稱為 N型反型層 。 反型層使漏極與源極之間成為一條由電子構(gòu)成的導(dǎo)電溝道 ，當(dāng)加上漏源電壓 UGS之后 ， 就會有電流 ID流過溝道 。 通常將剛剛出現(xiàn)漏極電流 ID時(shí)所對應(yīng)的柵源電壓稱為開啟電壓 ， 用 UGS(th)表示 。 第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 當(dāng) UGSUGS(th)時(shí) ， UGS增大 、 電場增強(qiáng) 、 溝道變寬 、 溝道電阻減小 、 ID增大；反之 ， UGS減小 ， 溝道變窄 ， 溝道電阻增大 ， ID減小 。 所以改變 UGS的大小 ， 就可以控制溝道電阻的大小 ， 從而達(dá)到控制電流 ID的大小 ， 隨著 UGS的增強(qiáng) ， 導(dǎo)電性能也跟著增強(qiáng) ， 故稱之為增強(qiáng)型 。 必須強(qiáng)調(diào) ， 這種管子當(dāng) UGSUGS(th)時(shí) ， 反型層（ 導(dǎo)電溝道 ） 消失 ， ID=0。 只有當(dāng) UGS≥UGS(th)時(shí) ， 才能形成導(dǎo)電溝道 ， 并有電流 ID。 第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 3） 特性曲線 （ 1 常數(shù)?? GSUGSD UfI )( 由圖 214所示的轉(zhuǎn)移特性曲線可見 ， 當(dāng) UGSUGS(th)時(shí) ，導(dǎo)電溝道沒有形成 ， ID=0。 當(dāng) UGS≥UGS(th)時(shí) ， 開始形成導(dǎo)電溝道 ， 并隨著 UGS的增大 ， 導(dǎo)電溝道變寬 ， 溝道電阻變小 ， 電流 ID增大 。 （ 2） 常數(shù)?? GSUDSD UfI )(第二章 半導(dǎo)體三極管 電子發(fā)燒友 01 2 3 4 5 612345ID / m AUG S ( t h )UGS / VUDS＝ 1 0 V
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