【正文】 。 掌握 二極管、穩(wěn)壓管、晶體管、場效應(yīng)管的外 特性、主要參數(shù)的物理意義。盡量多采用 縱向 NPN型管 ,少用電阻和電容。 三、縱向晶體管的 β 值大，橫向晶體管的 β 值 小， PN結(jié)耐壓高。 二、電阻和電容的數(shù)值有一定的限制。 (UBO?) 反向重復(fù)峰值電壓 URRM: 控制極開路，允許重 復(fù)作用在晶閘管上的最大反向電壓。 觸發(fā)電壓 UG和觸發(fā)電流 IG: u=6v時使晶閘管導(dǎo) 通所需最小的控制極電壓和電流，一般為 1~5V 和幾十至幾百 mA。 三、晶閘管的伏安特性 圖 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 四、晶閘管的主要參數(shù) 額定正向平均電流 IF: 連續(xù)通過的工頻正弦波 電流平均值。此時 AC間電壓~， 陽極電流 IA可達幾十 ~幾千安。 一、結(jié)構(gòu)和等效模型 圖 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 圖 二、工作原理 AC間加正向電壓而控制極 G不加電壓時， J2結(jié)不通，呈阻斷狀態(tài)。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 三、應(yīng)用舉例 圖 VBB合閘通電時， 電容 C充電 ,其上電 壓上升，達峰值電 壓 UP時進入負阻區(qū)， 輸入端等效電阻急 劇減小，電容迅速 放電，達谷點電壓 UV后，管子截止 , 電容再次充電，如 此循環(huán)往復(fù)形成振蕩。 負阻特性廣泛應(yīng)用于定時電路和振蕩電路中。 當(dāng) UEB1=UA時，二極管端電壓為零， IE=0。 發(fā)射極電流 IE為二極管 的反向電流 IEO。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 二、工作原理和特性曲線 特性曲線：發(fā)射極電流 IE與 eb1間電壓 UEB1的關(guān)系 曲線。 場效應(yīng)管與晶體管的比較 控制 導(dǎo)電 噪聲 使用 種類 用途 晶體管 電流 多子少子 大 固定 少 放大、開關(guān) 場效應(yīng)管 電壓 多子 小 柵 源互換 多 放大、開關(guān)、IC 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 單結(jié)晶體管和晶閘管 單結(jié)晶體管 一、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)和等效電路 圖 在一個低摻雜 N型硅棒上擴散一個高摻 雜的 P區(qū)。 三、極限參數(shù) 最大漏極電流 IDM 擊穿電壓 U(BR)DS 對于結(jié)型場效應(yīng)管柵 源 PN結(jié)反向擊穿電壓 和 MOS場效應(yīng)管柵 源擊穿電壓為 U(BR)GS 最大耗散功率 PDM 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 對于 MOS管，柵 襯之間的電容量很小，若感應(yīng)少 量的電荷便會產(chǎn)生很高的電壓造成很薄的絕緣層擊穿。結(jié)型管的大于 107Ω， 而 MOS 管的大于 109 Ω。 飽和漏極電流 IDSS:耗盡型管在 uGS=0的情況下 產(chǎn)生預(yù)夾斷時的漏極電流。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 圖 N溝道增強型 VMOS管結(jié)構(gòu)示意圖 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 圖 場效應(yīng)管的符號及特性 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 場效應(yīng)管的主要參數(shù) 一、直流參數(shù) 開啟電壓 UGS(th):uDS為一常量時，使 iD 大于零 （ 5μA)所需的最小 |uGS|值。其耗散功率最大可達千 瓦以上。 四、 VMOS管 從結(jié)構(gòu)上解決散熱問題。 此時的 uGS稱為夾斷電 壓 UGS(off)。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 當(dāng) uGS為正時，反型層變寬，溝道電阻變小， iD 變大；而當(dāng) uGS為負時，反型層變窄，溝道電阻變大， iD變小。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 特性曲線與電流方程 圖 N溝道增強型 MOS管的特性曲線 （ a） 轉(zhuǎn)移特性 （ b） 輸出特性 ； IDO為 uGS=2UGS(th)時的 iD。 uGS越大，反型層越厚， 導(dǎo)電溝道電阻越小。這個反型層就 構(gòu)成了漏－源之間的導(dǎo)電溝道。 但此時柵極金屬層將聚集正電荷，它們排斥 P型襯底靠近 SiO2一側(cè)的空穴，使之剩下不能移動的負離子區(qū)，形成耗 盡層，如圖 (a)所示。 工作原理 當(dāng) gs之間不加電壓時， ds間是兩個背向的 PN結(jié)，不 存在導(dǎo)電溝道，所以沒有漏極電流。 g和襯底各相當(dāng)一個極板，中間是絕緣層，形成電容。 制作SiO2絕緣層再引出一個金屬鋁電極，為 g。 有 N溝道增強型； N溝道耗盡型； P溝道增強型； P溝道耗盡型四種類型。柵極是金屬鋁，故稱 金屬、氧化物、半導(dǎo)體（ MOS)管 。漏極電流受柵 — 源電壓的控制，故稱場效應(yīng)管為電壓控制元件。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 這時 uGD=uGSuDS UGS(off),即 uDSuGSUGS(off)時， 當(dāng) uDS為一常量 UDS時，對于確定的 uGS就有確定對應(yīng) 的 iD。 預(yù)夾斷后，若 uDS繼續(xù)增加，則 uGD夾斷區(qū)加長，如圖 （ c） 所示。如圖 （ b） 所示。 若 uDS0,則有電流 iD,如圖 （ a） 所示。正常工作時， uGS0。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 圖 圖 當(dāng) uDS=0時， uGS對導(dǎo)電溝道的控制作用 uGS=0, 耗盡層窄，導(dǎo)電溝道很寬； |uGS|增大時，耗盡層加寬，溝道變窄，大到 一定值時，耗盡層閉合，溝道消失，此時的電壓 稱為 夾斷電壓 UGS(off)。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 光電三極管 圖 圖 基極電流 IB—— 入射光照度 E E為 1000時，光電流從 1mA到幾 mA不等 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 場效應(yīng)管 一、結(jié)型場效應(yīng)管 的工作原理 圖 一塊 N型半導(dǎo)體上制作兩個高摻雜的 P區(qū)且連接 在一起，形成 柵極 g， N型半導(dǎo)體兩端引出兩個電極， 漏極 d和 源極 s。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 三、溫度對輸出特性的影響 圖 溫度升高時， 晶體管的 β值， ICEO值都增大， 且輸入特性左 移，所以導(dǎo)致 集電極電流增 大。 二、溫度對輸入特性的影響 圖 1 .３ .８ 溫度每升高１ oC, |UBE| 大約下降２～２ .５ mV。 二、交流參數(shù) 共射交流電流放大系數(shù) β 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 共基交流電流放大系數(shù) α 近似分析可以認為 特征頻率 fT 使 β的數(shù)值下降到 1的信號頻率稱為特征頻率 fT。 當(dāng) uBE=uCE時，是臨界飽和（臨界放大）狀態(tài) 飽和區(qū)的重要標志是 uCE約等于零