第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)-閱讀頁
2024-08-20 17:46本頁面
【正文】 3. 三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程 1) 發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子 電子 ， 形成發(fā)射極電流 IE。 IE 少數(shù)與空穴復(fù)合，形成 IBN 。A 40 181。A 20 181。A IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 1. 截止區(qū)： IB ? 0 IC = ICEO ? 0 條件： 兩個(gè)結(jié)反偏 2. 放大區(qū)： C E OBC III ?? ?3. 飽和區(qū)： uCE ? u BE uCB = uCE ? u BE ? 0 條件： 兩個(gè)結(jié)正偏 特點(diǎn)： IC ? ? IB 臨界飽和時(shí)： uCE = uBE 深度飽和時(shí)： V (硅管 ) UCE(SAT)= V (鍺管 ) 放大區(qū) 截止區(qū) 飽 和 區(qū) 條件： 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 特點(diǎn)： 水平、等間隔 ICEO 輸 出 特 性 63 三、溫度對(duì)特性曲線的影響 1. 溫度升高，輸入特性曲線 向左移。 溫度每升高 10?C， ICBO 約增大 1 倍。 BEuBiO T1 T2 iC uCE T1 iB = 0 T2 iB = 0 iB = 0 溫度每升高 1?C， ? ?( ? 1)%。 O 64 晶體三極管的主要參數(shù) 一、電流放大系數(shù) 1. 共發(fā)射極電流放大系數(shù) iC / mA uCE /V 50 181。A 30 181。A 10 181。 Q 82A1030 63???? ??8010 A10)( 63??? ??? ??9 8 80 ???二、極間反向飽和電流 CB 極 間反向飽和電流 ICBO， CE 極 間反向飽和電流 ICEO。 U(BR)CBO — 發(fā)射極開路時(shí) C、 B 極 間反向擊穿電壓。 3. U(BR)CEO — 基極開路時(shí) C、 E 極 間反向擊穿電壓。 U(BR)CBO U(BR)CEO U(BR)EBO (P34 )已知 : ICM = 20 mA, PCM = 100 mW，U(BR)CEO = 20 V， 當(dāng) UCE = 10 V 時(shí)， IC mA 當(dāng) UCE = 1 V，則 IC mA 當(dāng) IC = 2 mA，則 UCE V 10 20 20 iC ICM U(BR)CEO uCE PCM O ICEO 安 全 工 作 區(qū) 66 單極型 半導(dǎo)體 三極管 引 言 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 67 引 言 場(chǎng)效應(yīng)管 FET (Field Effect Transistor) 類型： 結(jié)型 JFET (Junction Field Effect Transistor) 絕緣柵型 IGFET(Insulated Gate FET) 特點(diǎn)： 1. 單極性器件 (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 ?) 68 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 1. 結(jié)構(gòu)與符號(hào) N 溝道 JFET P 溝道 JFET 69 2. 工作原理 uGS ? 0， uDS 0 此時(shí) uGD = UGS(off)； 溝道楔型 耗盡層剛相碰時(shí)稱 預(yù)夾斷。 3. 轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 UGS(off) 當(dāng) UGS(off) ? uGS ? 0 時(shí) , 2G S ( o ff )GSD S SD )1( UuIi ??uGS iD IDSS uDS iD uGS = – 3 V – 2 V – 1 V 0 V – 3 V O O 70 一、增強(qiáng)型 N 溝道 MOSFET (Mental Oxide Semi— FET) MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 1. 結(jié)構(gòu)與符號(hào) P 型襯底 (摻雜濃度低 ) N+ N+ 用擴(kuò)散的方法 制作兩個(gè) N 區(qū) 在硅片表面生一層薄 SiO2 絕緣層 S D 用金屬鋁引出源極 S 和漏極 D G 在絕緣層上噴金屬鋁引出柵極 G B 耗盡層 S — 源極 Source G — 柵極 Gate D — 漏極 Drain S G D B 71 2. 工作原理 1)uGS 對(duì)導(dǎo)電溝道的影響 (uDS = 0) a. 當(dāng) UGS = 0 ， DS 間為兩個(gè)背對(duì)背的 PN 結(jié)； b. 當(dāng) 0 UGS UGS(th)(開啟電壓 )時(shí)， GB 間的垂直電 場(chǎng)吸引 P 區(qū)中電子形成離子區(qū) (耗盡層 )； c. 當(dāng) uGS ? UGS(th) 時(shí)，襯底中電子被吸引到表面，形 成導(dǎo)電溝道。 反型層 (溝道 ) 72 2) uDS 對(duì) iD的影響 (uGS UGS(th)) DS 間的電位差使溝道呈楔形 ， uDS?，靠近漏極端的溝道厚度變薄 。 預(yù)夾斷發(fā)生之前： uDS? iD?。 73 3. 轉(zhuǎn)移特性曲線 DS)( GSD Uufi ?2 4 6 4 3 2 1 uGS /V iD /mA UDS = 10 V UGS (th) 當(dāng) uGS UGS(th) 時(shí)： 2G S ( t h )GSDOD )1( ??UuIiuGS = 2UGS(th) 時(shí)的 iD 值 4. 輸出特性曲線 GS)( DSD Uufi ?可變電阻區(qū) uDS uGS ? UGS(th) uDS?? iD ?，直到預(yù)夾斷 飽和 (放大區(qū) ) uDS?， iD 不變 ?uDS 加在耗盡層上，溝道電阻不變 截止區(qū) uGS ? UGS(th) 全夾斷 iD = 0 開啟電壓 iD /mA uDS /V uGS = 2 V 4 V 6 V 8 V 截止區(qū) 飽和區(qū) 可 變 電 阻 區(qū) 放大區(qū) 恒流區(qū)O O 74 二、耗盡型 N 溝道 MOSFET S G D B Sio2 絕緣層中摻入正離子 在 uGS = 0 時(shí)已形成溝道； 在 DS 間加正電壓時(shí)形成 iD， uGS ? UGS(off) 時(shí)，全夾斷。 UGS(th) UGS(off) 2. 飽和漏極電流 IDSS 耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng) uGS = 0 時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。 JFET： RGS 107 ? MOSFET： RGS = 109 ? 1015 ? IDSS uGS /V iD /mA O 78 4. 低頻跨導(dǎo) gm 常數(shù)????DSGSDm Uuig反映了 uGS 對(duì) iD 的控制能力， 單位 S(西門子 )。 5. 漏源動(dòng)態(tài)電阻 rds 常數(shù)????GSdDS ds uiur6. 最大漏極功耗 PDM O
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