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第5章半导体晶体管和场效应管.ppt

第5章 半导体晶体管和场效应管 5.1 半导体的基础知识 5.3 晶体三极管与交流放大电路 5.4 绝缘栅场效应晶体管 小结 当uGS>0V时→纵向电场 →将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。 ②漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用 当uGS>UT,且固定为某一值时,来分析漏源电 压VDS对漏极电流ID的影响。(设UT=2V, uGS=4V) 转移特性曲线 2.耗尽型绝缘栅场效应管 特点: 当uGS=0时,就有沟道,加入uDS,就有iD。 当uGS>0时,沟道增宽,iD进一步增加。 当uGS<0时,沟道变窄,iD减小。 跨导(gm)是当漏—源电压UDS为常数时,漏极电流的增量ΔID对引起这一变化的栅—源电压ΔUDS的比值,即 跨导是衡量场效应晶体管栅—源电压对漏极电流控制能力的一个重要参数,它的单位是μA/V或mA/V。 2.晶体管内部载流子的运动规律 (1) 发射区向基区注入多子电子, 形成发射极电流 IE。 I CE 多数向 BC 结方向扩散形成ICE。 IE 少数与空穴复合,形成 IBE 。 I BE 基区空 穴来源 基极电源提供(IB) 集电区少子漂移(ICBO) I CBO IB IBE ? IB + ICBO 即: IB = IBE – ICBO (3) 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 IC IC I C = ICE + ICBO (2)电子到达基区后 (基区空穴运动因浓度低而忽略) 3. 晶体管的电流分配关系 当管子制成后,发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定,故电流的比例关系确定,即: IB = I BN ? ICBO IC = ICN + ICBO (直流电流放大倍数) 总结: 1.晶体管在发射结正向偏置、集电结反向偏置的条件下具有电流放大作用。 2.晶体管的电流放大作用,实质上是基极电流对集电极电流的控制作用。 5.3.3 特性曲线 1.输入特性 输入 回路 输出 回路 与二极管特性相似 RC EC iB IE RB + uBE ? + uCE ? EB C E B iC + ? + ? + ? iB RB + uBE ? EB + ? O 特性基本重合(电流分配关系确定) 特性右移(因集电结开始吸引电子) 导通电压 UBE Si 管: (0.6 ? 0.8) V Ge管: (0.2 ? 0.3) V 取 0.7 V 取 0.2 V EB + ? RB 2.输出特性 1.调整RB使基极电流为某一数值。 2.基极电流不变,调整EC测量集电极电流和uCE 电压。 输出特性曲线 50 μA 40 μA 30 μA 10 μA IB = 0 20 μA uCE /V O 2 4 6 8 4 3 2 1 iC / mA mA IC EC IB RB EB C E B 3DG6 ?A RC V + uCE ? iC / mA uCE /V 50 μA 40 μA 30 μA 20 μA 10 μA IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 (1)截止区: IB ? 0 IC = ICEO ? 0 条件:两个结反偏 (2) 放大区: (3) 饱和区: uCE ? u BE uCB = uCE ? u BE ? 0 条件:两个结正偏 特点:I C ? ? IB 临界饱和时: uCE = uBE 深度饱和时: 0.3 V (硅管) U CE为: 0.1 V (锗管) 放大区 截止区 饱 和 区 条件:发射结正偏 集电结反偏 特点:水平、等间隔 ICEO 输出特性曲线 iC / mA uCE /V 50 μA 40 μA 30 μA 20 μA 10 μA IB = 0 0 2 4 6 8 4 3 2 1 一般为几十 ? 几百 Q 2.穿透电流 是指基极开路(IB=0)时,集电极到发射极间的电流。 5.3.4 主要参数 1. 放大系数 交流电流放大系数 ? 直流电流放大系数 3. ICM — 集电极最大允许电流,超过时 ? 值明显降低。 5. PCM — 集电极最大允许功率损耗 PC = IC ? UC

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