第六章常用半导体器件讲解.ppt

使用注意事项 结型场效应管栅源电压不能接反，但可在开路状态下保存。绝缘栅场效应管，由于输入电阻极高，结电容CGS很小，因此绝缘层上只要感应产生很少的电荷就可产生极高的电压，而绝缘层又很薄，因此，很容易被击穿，保存时应将各电极短路。 焊接时，电烙铁必须有外接地线，以屏蔽交流电场。特别在焊接绝缘栅场效应管时，要按源—漏—栅的先后次序焊接，且最好在断电后再焊。 结型场效应管可用万用表定性检查，但绝缘栅场效应管必须用测试仪器测试，而且要：接入仪表后才能去掉各电极短路线。取下时，先短路再取，避免栅极悬空。 本章小结 PN结的形成过程及二极管 PN结的形成过程： 载流子浓度不同→多子扩散→产生电场→少子飘移→动态平衡 理想PN的电流方程 晶体管 晶体管是一种电流控制器件，通过基极电流控制集电极电流。 场效应管 晶体管是一种电压控制器件，通过栅源电压控制漏极电流。 本章小结 晶体管与场效应管的比较 场效应管的栅极g，源极s，漏极d对应于晶体管的基极b、发射极e、集电极c，它们的作用相类似。 一、场效应管用栅-源电压uGS控制漏极电流iD，栅极基本不取电流；而晶体管工作时基极总要索取一定的电流。因此，要求输人电阻高的电路应选用场效应管；而若信号源可以提供一定的电流，则可选用晶体管。 二、场效应管只有多子参与导电；晶体管内既有多子又有少子参与导电，而少子数目受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。所以在环境条件变化很大的情况下应选用场效应管。 本章小结 三、场效应管的噪声系数很小，所以低噪声放大器的输人级和要求信噪比较高的电路应选用场效应管。当然也可选用特制的低噪声晶体管。 四、场效应管的漏极与源极可以互换使用，互换后特性变化不大；而晶体管的发射极与集电极互换后特性差异很大，因此只在特殊需要时才互换。 本章小结 五、场效应管比晶体管的种类多，特别是耗尽型MOS管，栅-源电压uGS可正、可负、可零，均能控制漏极电流。因而在组成电路时场效应管比晶体管有更大的灵活。 六、场效应管和晶体管均可用于放大电路和开关电路，它们构成了品种繁多的集成电路。但由于场效应管集成工艺更简单，且具有耗电省、工作电源电压范围宽等优点，因此场效应管越来越多地应用于大规模和超大规模集成电路之中。 场效应管与晶体管的比较 电流控制 电压控制 控制方式 电子和空穴两种载 流子同时参与导电 载流子 电子或空穴中一种 载流子参与导电 类 型 NPN和PNP N沟道和P沟道 放大参数 rce很高 rds很高 输出电阻 输入电阻 较低 较高 双极型三极管 单极型场效应管 热稳定性 差 好 制造工艺 较复杂 简单，成本低 对应电极 B—E—C G—S—D JFET工作原理 当uGS =0时，栅结无偏置，PN结处于平衡状态，相应S值较大，则RDS较小，如图(a)所示。 JFET工作原理 当|uGS| 增大时，栅结反向偏置，PN结的耗尽区变宽，相应S值减小，则RDS增大，如图(b)所示。此时RDS受uGS控制，沟道电阻具有压控电阻的特性。 JFET工作原理 随着|uGS| 增大时，沟道变得越来越窄，当|uGS| 增大到某一值时，沟道内的耗尽区接触，这种情况叫做夹断。 沟道出现夹断时所对应的电压uGS称为夹断电压，用UP表示，如图所示。 JFET工作原理 当漏极开路时， RDS是受uGS控制的压控电阻，当d、s之间加电压uDS （ uDS较小，不至于明显影响沟道宽度上下的均匀性）时，漏极电流iD则随着uGS的改变而变化，即反映了uGS对漏极电流iD的控制作用。 JFET工作原理 2）uDS对漏极电流iD的影响 在实际应用中，当uDS较大时，在uGS的控制下形成的电流iD使沟道内形成一定的电位梯度。 分三种情况讨论 JFET工作原理 uGS0为一定值， uDS0，但uGS-uDSUP，沟道不会出现夹断，但是沟道上窄下宽。 沟道性能反映在两个方面： （1）随着uDS的增加，会引起iD减小； （2）随着uDS的增加，沟道内电场强度增大，会引起iD增大； JFET工作原理 uGS0保持不变， uDS增大，使得uGS-uDS=UP，此时，沟道在近漏极端出现夹断，此时称为预夹断。 当uGS