半导体器件3节.pptVIP

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2018-04-20 发布于未知
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半导体器件3节.ppt

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场效应管（Field Effect Transistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS~ iD) ， ID对 UGS的控制能力可通过跨导 gm 来表示，单位是西[门子]（s）。工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。 FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。 8.4 场效应管 NMOS 管分类：结型场效应管绝缘栅型场效应管增强型耗尽型 PMOS 管增强型耗尽型一. 结型场效应管 1. 结型场效应管的结构（以N沟为例）：两个PN结夹着一个N型沟道。三个电极： g：栅极 d：漏极 s：源极符号： N沟道 P沟道两个高掺杂P区接在一起 2. 结型场效应管的工作原理（1）栅源电压对沟道的控制作用在栅源间加负电压uGS ，令uDS =0 ①当uGS=0时，为平衡PN结，导电沟道最宽。 ②当│uGS│↑时，PN结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。 ③当│uGS│↑到一定值时，沟道会完全合拢。定义：夹断电压UP——使导电沟道完全合拢（消失）所需要的栅源电压uGS。（2）漏源电压对沟道的控制作用在漏源间加电压uDS ，令uGS =0 由于uGS =0，所以导电沟道最宽。 ①当uDS=0时， iD=0。 ②uDS↑→iD ↑ →靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布。 ③当uDS ↑，使uGD=uG S- uDS=UP时，在靠漏极处夹断——预夹断。预夹断前， uDS↑→iD ↑。预夹断后， iDS↑→iD 几乎不变。 ④uDS再↑，预夹断点下移。（3）栅源电压uGS和漏源电压uDS共同作用 iD=f（ uGS 、uDS）,可用输两组特性曲线来描绘。（一）基本结构上一页下一页返回下一节上一节图 8.6.1 场效应晶体管的结构示意图（二）工作原理（1）增强型 MOS 场效应管上一页下一页返回下一节上一节图 8.6.2 导电沟道的形成（2）耗尽型 MOS 场效应管上一页下一页返回下一节上一节（四）四种 MOS 场效应管的简介上一页下一页返回下一节上一节四.双极型和场效应型三极管的比较双极型三极管单极型场效应管载流子多子+少子多子输入量电流输入电压输入控制电流控制电流源电压控制电流源输入电阻几十到几千欧几兆欧以上噪声较大较小静电影响不受静电影响易受静电影响制造工艺不宜大规模集成适宜大规模和超大规模集成进入第9章 * * 第8章半导体器件制作者：安徽工程大学诸志龙第 8 章半导体器件 8.1 半导体基础知识 8.2 半导体二极管 8.5 三极管与场效应管比较分析与思考教学基本要求练习题 8.3 半导体三极管 8.4 场效应管返回主页 8.1 半导体基础知识（一）本征半导体 a. 定义：纯净的具有晶体结构的半导体 b. 特点： (1) 含有两种载流子——带负电的电子、带正电的空穴 (2) 载流子的数量少且成对出现 (3) 载流子的数量受温度影响较大，温度高数量就多根据导电能力不同，物理材料可被划分为导体、绝缘体和半导体。典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。 c. 导电能力：在绝对温度T=0K时，所有的价电子都被紧紧束缚在共价键中，不会成为自由电子，因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。 d. 本征激发：当温度升高或受到光的照射时，束缚电子能量增高，有的电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发或热激发。本征激发同时产生电子空穴对。 e.复合：与本征激发相反的现象——复合。在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。（二）杂质半导体定义：在本征半导体中掺入某些微量