第1章-常用半导体器件.pptVIP

(1-*) 4. 集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC 流过三极管， 所发出的焦耳 热为： PC =ICUCE 必定导致结温度上升，所以PC 有限制。 PC?PCM (1-*) § 1.4 场效应管(Field Effect Transistor,FET) 结型场效应管（JFET) 绝缘栅型（MOSFET) N沟道JFET P沟道JFET N沟道MOSFET P沟道MOSFET 增强型NMOS 耗尽型NMOS 增强型PMOS 耗尽型PMOS (1-*) N 衬底 ：N型半导体 P P 两边是P区 G(栅极) S源极 D漏极 导电沟道 1.4.1结型场效应管 一、结构 (1-*) N P P G(栅极) S源极 D漏极 N沟道结型场效应管 D G S D G S (1-*) P N N G(栅极) S源极 D漏极 P沟道结型场效应管 D G S D G S (1-*) 二、工作原理（以N沟道为例） UDS=0V时 PN结反偏，UGS 越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。 (1-*) ID UDS=0V时 UGS 越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。 但当 UGS 较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。 (1-*) UDS=0时 UGS 达到一定值时（夹断电压UGS(off) ）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS ? 0V，漏极电流ID=0A。 (1-*) UGS UGS(off)且UDS0、UGD UGS(off)时耗尽区的形状 越靠近漏端，PN结反压越大 (1-*) UGS UGS(off)且UDS较大时UGD UGS(off)时耗尽区的形状 沟道中仍是电阻特性，但是是非线性电阻。 (1-*) UGD= UGS(off)时 漏端的沟道被夹断，称为预夹断。 UDS增大则被夹断区向下延伸。 (1-*) UGD UGS(off)时 此时，电流ID由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随UDS的增加而增加，呈恒流特性。 (1-*) N沟道结型场效应管的特性曲线 转移特性曲线 UGS 0 ID IDSS UGS(off) 三 结型场效应管的特性曲线 (1-*) 输出特性曲线 N沟道结型场效应管的特性曲线 夹断区 恒流区 预夹断轨迹 可变电阻区 (1-*) 结型场效应管的缺点： 1. 栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。 3. 栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。 绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。 2. 在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。 (1-*) 1.4.2 绝缘栅场效应管: 1、结构和电路符号 P N N G S D P型衬底 两个N区 SiO2绝缘层 导电沟道 金属铝 G S D N沟道增强型 一、 N沟道增强型场效应管 (1-*) N 沟道耗尽型 P N N G S D 预埋了导电沟道 G S D (1-*) N P P G S D G S D P 沟道增强型 (1-*) P 沟道耗尽型 N P P G S D G S D 预埋了导电沟道 (1-*) 2、MOS管的工作原理 以N 沟道增强型为例 P N N G S D UDS UGS UGS=0时 D-S 间相当于两个反接的PN结 ID=0 对应截止区 (1-*) P N N G S D UDS UGS UGS0时 UGS足够大时（UGSUGS（th)）感应出足够多电子，这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。 感应出电子，形成反型层。 UGS（th)称为开启电压 (1-*) UGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。 P N N G S D UDS UGS (1-*) P N N G S D UDS UGS 当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。 当UDS较大时，靠近D区的导电沟道变窄。 (1-*) P N N G S D UDS UGS 夹断后，即使UDS 继续增加，ID仍呈恒流特性。 ID UDS增加，UGD= UGS（th) 时，靠近D端的沟道被夹断，称为预夹断。 (1-*) 3、增强型N沟道MOS管的特性曲线 转移特性曲线 0 ID UGS UGS(th) (1-*) 输出特性曲线 ID U DS 0 UGS0 (1-*) 耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。 转移特性曲线 0 ID UGS UGS(th) 二、 N沟道耗尽型场效应管 (1-*) 输出特性曲线 ID U DS 0 UGS=0 UGS0 UGS0 (1-*) 1.4.3 场效应管与晶体管的比较 1、FET的G,S,D电极其功能与晶体管的b,e,c相对应； 2、场效应管是电压控制器件，栅极基本