13三极管

1第一章半导体基础1.3三极管(BJT)2.1结构及类型NPN型PNP型材料Si硅Ge锗e(Emitter)：b(Base）：c(Collector)：Je,JcJe箭头:PN3.2电流分配关系一、条件内部条件e区高掺杂，c区次于e区，b区参杂很低b区很薄外部条件发射结正偏（导通）集电结反偏电位关系：对NPN型：VC＞VB＞VE对PNP型：VC＜VB＜VE4二、载流子运动发射：发射极发射大量的自由电子扩散与复合：在b区，大部分电子向c区扩散，小部分被复合收集：c结反偏电压的作用下，被c区收集5三、电流分配关系IE=IC+IBIE=IEN+IEP=ICN+IBN+ICBOIC=ICN+ICBOIB=IBN+IEP-ICBO1CBOBCNIII令：CBOCEO)1(IIBEBIIIIII)1(CEOBC1ECNII16,都是直流电流放大关系定义：BCii变化量的关系在大都数情况下：BEBCiiii)1(因此，电流分配关系可以统一表示为：,cCCCCiIiIi直流分量交流分量三、电流分配关系（2）7四、电流的放大作用共射接法：有电流放大共基接法：没有电流放大共集接法：有电流放大8.3特性曲线一、输入特性曲线输入特性曲线——iB=f(uBE)uCE=const当uCE＝0时，相当于二极管的VA特性；当0＜uCE＜1V时,JC由正偏过渡到反偏，相同的uBE条件下，IB变小。→曲线右移。当uCE＝1V以后，JC完全反偏，IB不变，曲线基本不变。9二、输出特性曲线iC=f(uCE)iB=const分为三个区，分别对应晶体管的三种不同的工作状态。10①截止区条件Je反偏，Jc反偏特点iB≈0，iC＝ICEO≈0。C、E之间相当于断开11②放大区条件e正偏（导通），Jc反偏特点iB≠0，iC＝βiB，iC与uCE无关，C、E之间相当于CCCS。12③饱和区条件Je正偏，Jc正偏特点iB≠0，iC＜βiB，C、E之间相当于小电阻。当Jc零偏时，称为临界饱和。临界饱和时，uCE＝UCES，称为饱和压，UCES≈0.2~0.3V临界饱和集电极电流ICS,这是集电极最大的电流。IBS为基极临界饱和电流。13.4主要参数直流参数β，α，ICEO交流参数β，α，fT极限参数PCMICMU（BR）CEO14.5温度的影响T↗，ICBO↗，ICEO↗IB不变，T↗UBE↘T↗，β↗∴T↗，IC↗15三极管判别举例已知晶体管工作在放大区，通过电位→判定电极、类型、材料例：P.68习题1.1516本章习题P.64三P.661.2，1.3，1.4P.661.8，1.9P.671.15P.691.1917第一章半导体基础1.4场效应管（FET）18场效应管是利用电场来控制电流，实现能量转换，三极管在工作时，多子＆少子同时参与导电，而场效应管只有多子参与导电，所以FET是单极型晶体管。要提供控制电流的电场，只要电压，不需要电流，∴FET是电压控制器件，BJT是电流控制器件。19.1FET的分类·原理增强型MOSFET符号：基本工作原理（以增强型MOS为例）结构20原理说明对N沟道增强型MOS管，为了形成反型层，UGS0;并且只有当UGS大于某一个电压值时，才能形成导电沟道。这个电压值称为开启电压UGS(th)∴当uGSUGS(th)时，d、s之间没有沟道，iD＝0，MOS管截止。当uGSUGS(th)时，d、s之间有沟道，iD≠0，MOS管导通。对P沟道增强型MOS管，UGS(th)是小于零的数。如果将实际的电量参考方向单独考虑，与N沟道是相似的。.1FET的分类.1FET的分类·原理21耗尽型MOS管耗尽型MOS管也有N沟道和P沟道，与增强型的主要区别在于，利用了特殊工艺，使得MOS管不需要外加电压就已经有沟道。对于N沟道管，当uGS=0时，iD≠0。为了使已有的沟道断开，uGS0,且uGS=UGS(off),UGS(off)称为夹断电压。对于P沟道管，UGS(off)夹断电压是一个大于零的数，实际的电量参考方向与N沟道管成对偶关系。.1FET的分类.1FET的分类·原理22结型FET（JFET）结型管也是耗尽型的，与耗尽型MOS管类似。也存在UGS(th)或UGS(off)。.1FET的分类·原理23.2MOS管特性曲线转移特性→iD与uGS的关系输出特性→iD与uDS的关系转移特性输出特性增强型MOS管特性曲线24iD与uGS的关系式→在恒流区时增强型耗尽型主要参数直流参数（P.45）交流参数（P.45）低频夸导gm.2MOS管特性曲线2)()1(thGSGSDODUuIi2)()1(offGSGSDSSDUuIiconstuGSDmDSuig