三极管专题培训课件

第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管三极管三极管第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.3.1结构与符号结构与符号N型硅型硅BECN型硅型硅P型硅型硅二氧化硅二氧化硅保护膜保护膜N型锗型锗ECBPP铟球铟球铟球铟球由三层半导体、两个由三层半导体、两个PN结构成结构成第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管 由两块由两块N型半导体中间夹着一块型半导体中间夹着一块P型半导体的管子称为型半导体的管子称为NPN管。管。还有一种与它成对偶形式的，即两块还有一种与它成对偶形式的，即两块P型半导体中间夹着一块型半导体中间夹着一块N型半型半导体的管子，称为导体的管子，称为PNP管。晶体管制造工艺上的特点是：管。晶体管制造工艺上的特点是：发射区是发射区是发射区是发射区是高浓度掺杂区高浓度掺杂区高浓度掺杂区高浓度掺杂区，基区很薄且杂质浓度底，集电结面积大。基区很薄且杂质浓度底，集电结面积大。基区很薄且杂质浓度底，集电结面积大。基区很薄且杂质浓度底，集电结面积大。这样的结这样的结构才能保证晶体管具有构才能保证晶体管具有电流放大作用电流放大作用。基极基极发射极发射极集电极集电极晶体管有两个结晶体管有两个结晶体管有三个区晶体管有三个区晶体管有三个电极晶体管有三个电极第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管三层半导体材料构成三层半导体材料构成NPN型、型、PNP型型NNP发射极发射极 E基极基极 B集电极集电极 C发射结发射结集电结集电结 基区基区 发射区发射区 集电区集电区emitterbasecollectorNPN 型型ECB各区主要作用及结构特点：各区主要作用及结构特点：发射区：发射区：作用：作用：发射载流子发射载流子 特点：特点：掺杂浓度高掺杂浓度高基区：基区：作用：作用：传输载流子传输载流子 特点：特点：薄、掺杂浓度低薄、掺杂浓度低集电区：集电区：作用：作用：接收载流子接收载流子 特点：特点：面积大面积大符号符号第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管PPNEBC按材料分：按材料分：硅管、锗管硅管、锗管按结构分：按结构分：NPN、PNP按使用频率分：按使用频率分：低频管、高频管低频管、高频管按功率分：按功率分：小功率管小功率管 1 WECBPNP 型型二、类型二、类型第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管NNP基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极NPNNPN型型型型BECB BE EC CPNPPNP型型型型P PP PN N基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极符号：符号：符号：符号：BECIBIEICBECIBIEICNPNNPN型三极管型三极管型三极管型三极管PNPPNP型三极管型三极管型三极管型三极管第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.3.2 1.3.2 电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理1.1.三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏 PNP PNP发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 V VB B V VE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VB B 第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管晶体管放大的条件晶体管放大的条件1.内部条件内部条件发射区掺杂浓度高发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低基区薄且掺杂浓度低集电结面积大集电结面积大2.外部条件外部条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏 晶体管的电流分配和晶体管的电流分配和放大作用放大作用实验电路实验电路mAmAICECIBIERBEBCEB3DG6 A电路条件电路条件电路条件电路条件:E EC C E EB B 发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管2.2.各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用I IB B(mA)(mA)I IC C(mA)(mA)I IE E(mA)(mA)0 00.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.0010.0010.700.701.501.502.302.303.103.103.953.950.0010.0010.720.721.541.542.362.363.183.184.054.05结论结论结论结论:1 1）三电极电流关系）三电极电流关系）三电极电流关系）三电极电流关系 I IE E=I IB B+I IC C2 2）I IC C I IB B ，I IC C I IE E 3 3）I IC C I IB B 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。称为晶体管的电流放大作用。称为晶体管的电流放大作用。称为晶体管的电流放大作用。实质实质实质实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管晶体管的电流放大原理：晶体管的电流放大原理：晶体管的电流放大原理：晶体管的电流放大原理：1 1、发射区向基区扩散电子的过程：、发射区向基区扩散电子的过程：、发射区向基区扩散电子的过程：、发射区向基区扩散电子的过程：由于发射结处于正向偏置，发射区由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子自由电子将不断扩散到基的多数载流子自由电子将不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流射极电流IE。2 2、电子在基区的扩散和复合过程：、电子在基区的扩散和复合过程：、电子在基区的扩散和复合过程：、电子在基区的扩散和复合过程：由于基区很薄，其多数载流子空穴由于基区很薄，其多数载流子空穴浓度很低，所以从发射极扩散过来的电浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少一部分和基区空穴复合，剩子只有很少一部分和基区空穴复合，剩下的绝大部分都能扩散到集电结边缘。下的绝大部分都能扩散到集电结边缘。实验表明：实验表明：实验表明：实验表明：IC比比IB大数十至数百倍，因而大数十至数百倍，因而IB虽然很小，但对虽然很小，但对IC有有控制作用，控制作用，IC随随IB的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极电流具有小量起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极电流具有小量控制大量的作用，这就是三极管的控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用电流放大作用电流放大作用电流放大作用。3 3、集电区收集从发射区扩散过来的电子过程：、集电区收集从发射区扩散过来的电子过程：、集电区收集从发射区扩散过来的电子过程：、集电区收集从发射区扩散过来的电子过程：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO 基区空穴基区空穴基区空穴基区空穴向发射区的向发射区的向发射区的向发射区的扩散可忽略。扩散可忽略。扩散可忽略。扩散可忽略。发射结正偏，发射结正偏，发射结正偏，发射结正偏，发射区电子不断发射区电子不断发射区电子不断发射区电子不断向基区扩散，形向基区扩散，形向基区扩散，形向基区扩散，形成发射极电流成发射极电流成发射极电流成发射极电流I I I IE E E E。进入进入进入进入P P P P 区的电区的电区的电区的电子少部分与基区子少部分与基区子少部分与基区子少部分与基区的空穴复合，形的空穴复合，形的空穴复合，形的空穴复合，形成电流成电流成电流成电流I I I IBE BE BE BE，多，多，多，多数扩散到集电结。数扩散到集电结。数扩散到集电结。数扩散到集电结。从基区扩散来的从基区扩散来的从基区扩散来的从基区扩散来的电子作为集电结电子作为集电结电子作为集电结电子作为集电结的少子，漂移进的少子，漂移进的少子，漂移进的少子，漂移进入集电结而被收入集电结而被收入集电结而被收入集电结而被收集，形成集，形成集，形成集，形成I I I ICECECECE。集电结反偏，集电结反偏，集电结反偏，集电结反偏，有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反向电流向电流向电流向电流I I I ICBOCBOCBOCBO。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管IC=ICE+ICBO ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB=IBE-ICBO IBE I ICE CE 与与与与 I IBE BE 之比称为共之比称为共之比称为共之比称为共发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数集射极穿透电流集射极穿透电流集射极穿透电流集射极穿透电流,温度温度温度温度I ICEOCEO (常用公式常用公式常用公式常用公式)若若若若I IB B=0,=0,则则则则 I IC C I ICE0CE0第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.3.31.3.3 特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。的依据。为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：1 1 1 1）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态 2 2 2 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管一、输入特性一、输入特性输入输入回路回路输出输出回路回路与二极管特性相似与二极管特性相似RCECiBIERB+uBE+uCE EBCEBiC+iBRB+uBE EB+O特性基本特性基本重合重合(电流分配关系确定电流分配关系确定)特性右移特性右移(因集电结开始吸引电子，同一因集电结开始吸引电子，同一U UBEBE下下I IB B小小)导通电压导通电压 UBESi 管管:(0.6 0.8)VGe管管:(0.2 0.3)V取取 0.7 V取取 0.2 VEB+RB第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路共发射极电路输入回路输入回路输出回路输出回路 测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.1.输入特性输入特性输入特性输入特性特点特点特点特点:非线性非线性非线性非线性死区电压：硅管死区电压：硅管死区电压：硅管死区电压：硅管0.50.50.50.5V V，锗管，锗管，锗管，锗管0.10.10.10.1V V。正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：NPNNPN型硅管型硅管型硅管型硅管 U UBE BE 0.60.7V 0.60.7VPNPPNP型锗管型锗管型锗管型锗管 U UBE BE 0.2 0.2 0.3V 0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管二、输出特性二、输出特性 1.调整调整RB使基极电流为某使基极电流为某一数值一数值。2.基极电流不变，调整基极电流不变，调整EC测量测量集电极电流和集电极电流和uCE 电压。电压。50 A40 A30 A10 AIB=020 AuCE/VO 2 4 6 8 4321iC/mAmAICECIBRBEBCEB3DG6 ARCV+uCE 第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管输出特性输出特性IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：(1)(1)放大区放大区放大区放大区 在放大区有在放大区有在放大区有在放大区有 I IC C=I IB B ，也，也，也，也称为线性区，具有称为线性区，具有称为线性区，具有称为线性区，具有恒流特性。恒流特性。恒流特性。恒流特性。在放大区，在放大区，在放大区，在放大区，发射结处发射结处发射结处发射结处于正向偏置、集电结处于正向偏置、集电结处于正向偏置、集电结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工于反向偏置，晶体管工于反向偏置，晶体管工于反向偏置，晶体管工作于放大状态。作于放大状态。作于放大状态。作于放大状态。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区I IB B 0 0 以下区域为以下区域为以下区域为以下区域为截止区，有截止区，有截止区，有截止区，有 I IC C 0 0 。在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。晶体管工作于截止状态。晶体管工作于截止状态。晶体管工作于截止状态。饱饱饱饱和和和和区区区区截止区截止区截止区截止区（3 3）饱和区）饱和区）饱和区）饱和区 当当当当U UCECE U UBEBE时时时时，晶体管工晶体管工晶体管工晶体管工作于饱和状态。作于饱和状态。作于饱和状态。作于饱和状态。在饱和区，在饱和区，在饱和区，在饱和区，I IB B I IC C，发射发射发射发射结处于正向偏置，结处于正向偏置，结处于正向偏置，结处于正向偏置，集电结也集电结也集电结也集电结也处于正处于正处于正处于正偏。偏。偏。偏。深度饱和时，深度饱和时，深度饱和时，深度饱和时，硅管硅管硅管硅管U UCES CES 0.3V 0.3V，锗管锗管锗管锗管U UCES CES 0.1V 0.1V。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.3.41.3.4 主要参数主要参数主要参数主要参数一一一一.共发射极共发射极共发射极共发射极电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数直流电流放大系数直流电流放大系数直流电流放大系数直流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数 当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。也是设计电路、选用晶体管的依据。注意：注意：注意：注意：和和和和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且I ICE0 CE0 较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的 值在值在值在值在20 20020 200之间。之间。之间。之间。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管例：在例：在例：在例：在U UCECE=6 V=6 V时，时，时，时，在在在在 Q Q1 1 点点点点I IB B=40=40 A,A,I IC C=1.5mA=1.5mA；在在在在 Q Q2 2 点点点点I IB B=60=60 A,A,I IC C=2.3mA=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：=I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 912120 0QQ1 1QQ2 2在在在在 Q Q1 1 点，有点，有点，有点，有由由由由 Q Q1 1 和和和和QQ2 2点，得点，得点，得点，得第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.1.集集集集-基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流 I ICBOCBO I ICBOCBO是由少数载流子的漂移是由少数载流子的漂移是由少数载流子的漂移是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的运动所形成的电流，受温度的运动所形成的电流，受温度的运动所形成的电流，受温度的影响大。影响大。影响大。影响大。温度温度温度温度I ICBOCBO ICBO A+EC2.2.集集集集-射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流(穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流)I ICEOCEO AICEOIB=0+I ICEOCEO受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I ICEOCEO ，所以所以所以所以I IC C也相应也相应也相应也相应增加。增加。增加。增加。三极管的温度特性较差。三极管的温度特性较差。三极管的温度特性较差。三极管的温度特性较差。二、极间反向饱和电流二、极间反向饱和电流发射极发射极开路开路基极开路基极开路第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.1.集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流 I ICMCM（1 1）集集集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压U U(BR)CEO(BR)CEO 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I IC C上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，当值的下降，当值的下降，当值的下降，当 值下降到正常值值下降到正常值值下降到正常值值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为的三分之二时的集电极电流即为的三分之二时的集电极电流即为的三分之二时的集电极电流即为 I ICMCM。当集当集当集当集射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压U UCE CE 超过一定的数值时，三极管就会被击穿。超过一定的数值时，三极管就会被击穿。超过一定的数值时，三极管就会被击穿。超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是手册上给出的数值是手册上给出的数值是手册上给出的数值是2525 C C、基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压U U(BR)(BR)CEOCEO。基极开基极开路时路时 C、E极间反向击穿电压。极间反向击穿电压。三、极限参数三、极限参数2.反向击穿电压反向击穿电压（2）集电极基极反向击穿电压）集电极基极反向击穿电压U(BR)CBO 发射极开路时发射极开路时 C、B极间反极间反向击穿电压。向击穿电压。（3）发射极基极反向击穿电压）发射极基极反向击穿电压U(BR)EBO 集电极开路时集电极开路时 E、B极间反极间反向击穿电压。向击穿电压。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管I IC CU UCECE=P=PCMCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区由三个极限参数可由三个极限参数可由三个极限参数可由三个极限参数可画出三极管的安全画出三极管的安全画出三极管的安全画出三极管的安全工作区工作区工作区工作区ICUCEO3 3、集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗P PCM CM：P PCMCM取决于三极管允许的温取决于三极管允许的温取决于三极管允许的温取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。P PC C P PCMCM=I IC C U UCECE 硅硅硅硅管允许结温约管允许结温约管允许结温约管允许结温约为为为为150150 C C，锗锗锗锗管约管约管约管约为为为为7070 9090 C C。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系1 1、温度每增加、温度每增加、温度每增加、温度每增加1010 C C，I ICBOCBO增大一倍。硅管优增大一倍。硅管优增大一倍。硅管优增大一倍。硅管优 于锗管。于锗管。于锗管。于锗管。2 2 2 2、温度每升高、温度每升高、温度每升高、温度每升高 1 1 C C，U UBEBE将减小将减小将减小将减小 (2(2 2.5)mV2.5)mV，即晶体管具有负温度系数。即晶体管具有负温度系数。即晶体管具有负温度系数。即晶体管具有负温度系数。3 3、温度每升高、温度每升高、温度每升高、温度每升高 1 1 C C，增加增加增加增加 0.5%1.0%0.5%1.0%。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管学习与探讨学习与探讨 晶体管的发射极和集电晶体管的发射极和集电极是不能互换使用的。因为极是不能互换使用的。因为发射区的掺杂质浓度很高，发射区的掺杂质浓度很高，集电区的掺杂质浓度较低，集电区的掺杂质浓度较低，这样才使得发射极电流等于这样才使得发射极电流等于基极电流和集电极电流之和，基极电流和集电极电流之和，如果互换作用显然不行。如果互换作用显然不行。晶体管在输出特性曲线的饱晶体管在输出特性曲线的饱和区工作时，和区工作时，UCE 0 时，时，P P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；层，填补空穴形成负离子的耗尽层；N型导电沟道型导电沟道在漏极电源的作用下在漏极电源的作用下在漏极电源的作用下在漏极电源的作用下将产生漏极电流将产生漏极电流将产生漏极电流将产生漏极电流I ID D，管子导通。管子导通。管子导通。管子导通。当当当当U UGS GS U UGSGS（thth）时，时，时，时，将将将将出现出现出现出现N N型导电沟道，型导电沟道，型导电沟道，型导电沟道，将将将将D-SD-S连接起来。连接起来。连接起来。连接起来。U UGSGS愈高，导电沟道愈宽。愈高，导电沟道愈宽。愈高，导电沟道愈宽。愈高，导电沟道愈宽。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管EGP型硅衬底型硅衬底N+N+GSD+UGSED+N型导电沟道型导电沟道 若漏若漏源之间加上一定的源之间加上一定的电压电压UDS，则有漏极电流，则有漏极电流ID产产生。在一定的生。在一定的UDS下下漏极电漏极电流流ID的大小与栅源电压的大小与栅源电压UGS有有关。关。UGS越大沟道越宽，导越大沟道越宽，导电能力越强，电能力越强，ID越大。越大。在一定的漏在一定的漏源电压源电压UDS下，使管子由不导通变为导通下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压的临界栅源电压称为开启电压UGS(thth）。当当UGS UGS(th）后，后，场效应管才形成导电沟道，场效应管才形成导电沟道，开始导通。开始导通。所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.4.31.4.3 特性曲线及主要参数特性曲线及主要参数特性曲线及主要参数特性曲线及主要参数有导电沟道有导电沟道（1 1 1 1）转移特性曲线：）转移特性曲线：）转移特性曲线：）转移特性曲线：U U U UDSDSDSDS一定时一定时一定时一定时U U U UGSGSGSGS与与与与I I I ID D D D的的的的关系关系关系关系无导电无导电沟道沟道开启电压开启电压开启电压开启电压U UGSGS(th(th(th(th）UDSUGS/1 1、特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线当当UGSUTh时，时，ID=0；当当UGS=UTh(图中图中2V)时；管子开时；管子开始导通；始导通；当当UGSUTh时，时，ID随随UGS的增大而增大。的增大而增大。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管ID/mAUDS/Vo oUGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=4V 漏极特性曲线漏极特性曲线漏极特性曲线漏极特性曲线恒流区恒流区恒流区恒流区可变电阻区可变电阻区可变电阻区可变电阻区夹断夹断夹断夹断区区区区(2）输出特性）输出特性 输出特性是指在输出特性是指在某一固定的某一固定的UGS下，下，漏源电压漏源电压UDS与漏极与漏极电流电流ID之间的关系之间的关系 分为三个区域：可变电阻区、分为三个区域：可变电阻区、恒流区和夹断区。恒流区和夹断区。a.可变电阻区可变电阻区曲线呈上升趋势，基本上可看曲线呈上升趋势，基本上可看做通过原点的一条直线，管子做通过原点的一条直线，管子的漏源之间可等效为一个电的漏源之间可等效为一个电阻，此电阻的大小随阻，此电阻的大小随UGS而变，而变，故称为可变电阻区。故称为可变电阻区。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管ID/mAUDS/Vo oUGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=4V 漏极特性曲线漏极特性曲线漏极特性曲线漏极特性曲线恒流区恒流区恒流区恒流区可变电可变电可变电可变电阻区阻区阻区阻区夹断夹断夹断夹断区区区区b.恒流区恒流区 随着随着UDS增大，曲线增大，曲线趋于平坦，趋于平坦，ID不再随不再随UDS的增大而增大，故称为的增大而增大，故称为恒流区。此时恒流区。此时ID的大小的大小只受只受UGS控制，体现了控制，体现了场效应管电压控制电流场效应管电压控制电流的放大作用。的放大作用。c.夹断区夹断区特点是当特点是当UGSUTh时，沟时，沟道消失，道消失，ID0。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管2.2.场效应管的主要参数场效应管的主要参数场效应管的主要参数场效应管的主要参数（1）开启电压UT 增强型MOS管在UDS为某一固定值时，为使管子由截止变为导通，形成ID，栅源之间所需的最小的UGS。（4）跨导：UDS一定时，漏极电流ID与栅源电压UGS的微变量之比定义为跨导，即gm是表征场效应管放大能力的重要参数（相当于半导体三极管的电流放大系数），单位为（2）击穿电压U（BR）DS 漏极和源极间允许的最大电压。（3）直流输入电阻RGS：栅源之间的电压与栅极电流之比定义为直流输入电阻RGS。MOS场效应管的RGS可达第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.4 特种半导体器件简介特种半导体器件简介1.4.1 光敏电阻光敏电阻光敏电阻有暗电阻、亮电阻和光电流等参数。光敏电阻有暗电阻、亮电阻和光电流等参数。（1 1）暗电阻）暗电阻光敏电阻在室温下，全暗后经光敏电阻在室温下，全暗后经过一定时间测量的电阻值，称过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此时流过的电流，为暗电阻。此时流过的电流，称为暗电流。称为暗电流。(2(2）亮电阻）亮电阻 光敏电阻在某一光照下的阻值，光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻。此时流称为该光照下的亮电阻。此时流过的电流称为亮电流。过的电流称为亮电流。（3 3）光电流）光电流亮电流与暗电流之差，称为亮电流与暗电流之差，称为光电流。光电流。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.4.2 1.4.2 热敏电阻热敏电阻热敏电阻的主要参数有标称电阻值、电阻温度系数和耗散系数等。热敏电阻的主要参数有标称电阻值、电阻温度系数和耗散系数等。（1）标称电阻值）标称电阻值R25 热敏电阻在热敏电阻在25时的阻值，又称冷阻。标时的阻值，又称冷阻。标称电阻是阻值的大小由热敏电阻材料和几称电阻是阻值的大小由热敏电阻材料和几何尺寸决定。何尺寸决定。（2）电阻温度系数）电阻温度系数电阻温度系数是指热敏电阻的温度变化电阻温度系数是指热敏电阻的温度变化1 时其阻值变化率与其值之比，即时其阻值变化率与其值之比，即（3）耗散系数）耗散系数H耗散系数是指热敏电阻温度变化耗散系数是指热敏电阻温度变化1 所耗散的功率。其大小与热敏电阻的所耗散的功率。其大小与热敏电阻的结构、形状以及所处介质的种类、状态等有关。结构、形状以及所处介质的种类、状态等有关。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管1.4.3 1.4.3 压敏电阻压敏电阻压敏电阻的主要参数有压敏电压、电压温度系数和非线性系数等。压敏电阻的主要参数有压敏电压、电压温度系数和非线性系数等。（1 1）压敏电压）压敏电压U U1mA1mA压敏电压是指在直流工作电压条件下，压敏电阻中流过规定直流电压敏电压是指在直流工作电压条件下，压敏电阻中流过规定直流电流时，其两端的端电压。一般规定此直流电流的值为流时，其两端的端电压。一般规定此直流电流的值为1mA1mA。（2）电压温度系数）电压温度系数u当通过压敏电阻的电流保持恒定时，当通过压敏电阻的电流保持恒定时，温度每变化温度每变化1电压的相对变化百分电压的相对变化百分比，称为压敏电阻的电压温度系数比，称为压敏电阻的电压温度系数u。（3）非线性系数）非线性系数非线性系数是表征压敏电阻伏安特性非线性系数是表征压敏电阻伏安特性非线性程度的一项重要参数。非线性程度的一项重要参数。越大越大越好。越好。越大，表明通过压敏电阻的越大，表明通过压敏电阻的电流随外加电压的变化越大。电流随外加电压的变化越大。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管本本 章章 小小 结结 光敏电阻、热敏电阻和压敏电阻是三种特殊的半导体器件。常用光敏电阻、热敏电阻和压敏电阻是三种特殊的半导体器件。常用于温度测量、控制、稳压和过压保护等电路中。于温度测量、控制、稳压和过压保护等电路中。杂质半导体分为杂质半导体分为N型和型和P型半导体两类。电子和空穴是半导体中型半导体两类。电子和空穴是半导体中两种导电的载流子。两种导电的载流子。半导体二极管由一个半导体二极管由一个PN结构成，它具有单向导电性。外加正向结构成，它具有单向导电性。外加正向偏置电压二极管导通，外加反向偏置电压二极管截止。特殊二极管偏置电压二极管导通，外加反向偏置电压二极管截止。特殊二极管既有二极管的特性，又具有自身的特殊性能，如稳压二极管用来稳既有二极管的特性，又具有自身的特殊性能，如稳压二极管用来稳压，发光二极管用来发光、光电二极管用来进行光电转换等。压，发光二极管用来发光、光电二极管用来进行光电转换等。半导体三极管的基极电流对集电极电流有控制作用，所以是一半导体三极管的基极电流对集电极电流有控制作用，所以是一种电流控制器件。三极管具有电流放大作用的外部条件是发射结必种电流控制器件。三极管具有电流放大作用的外部条件是发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置。须正向偏置，集电结必须反向偏置。第一章第一章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管