《电子线路（第4版）》课件 第1章 半导体器件.ppt

1.4.1绝缘栅场效应管漏极D栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的，称绝缘栅型场效应管。金属电极(1)N沟道增强型管的结构栅极G源极S1.增强型绝缘栅场效应管SiO2绝缘层P型硅衬底高掺杂N区GSD符号：由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达1014?。漏极D金属电极栅极G源极SSiO2绝缘层P型硅衬底高掺杂N区由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，故又称金属-氧化物-半导体场效应管，简称MOS场效应管。(2)N沟道增强型管的工作原理EGP型硅衬底N+N+GSD+–UGSED+–由结构图可见，N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN结。当栅源电压UGS=0时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一个PN结是反向偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零。SDEGP型硅衬底N+N+GSD+–UGSED+–当UGS0时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；N型导电沟道在漏极电源的作用下将产生漏极电流ID，管子导通。当UGSUGS（th）时，将出现N型导电沟道，将D-S连接起来。UGS愈高，导电沟道愈宽。(2)N沟道增强型管的工作原理EGP型硅衬底N+N+GSD+–UGSED+–N型导电沟道当UGS?UGS(th）后，场效应管才形成导电沟道，开始导通，若漏–源之间加上一定的电压UDS，则有漏极电流ID产生。在一定的UDS下漏极电流ID的大小与栅源电压UGS有关。所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。在一定的漏–源电压UDS下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(th）。(2)N沟道增强型管的工作原理(3)特性曲线有导电沟道转移特性曲线无导电沟道开启电压UGS(th）UDSUGS/ID/mAUDS/VoUGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=4V漏极特性曲线恒流区可变电阻区截止区N型衬底P+P+GSD符号：结构(4)P沟道增强型SiO2绝缘层加电压才形成P型导电沟道增强型场效应管只有当UGS?UGS(th）时才形成导电沟道。3.主要参数(1)稳定电压UZ稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压。(2)电压温度系数?ｕ环境温度每变化1?C引起稳压值变化的百分数。(3)动态电阻(4)稳定电流IZ、最大稳定电流IZM(5)最大允许耗散功率PZM=UZIZMrZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。使用稳压管组成稳压电路时，需注意几点：（1）应使外加电源的正极接管子的N区，电源的负极接P区，以保证稳压管工作在反向击穿区。（2）稳压管应与负载电阻RL并联，由于稳压管两端电压的变化量很小，因而使输出电压比较稳定。（3）必须限制流过稳压管的电流IZ，不要超过规定值，以免因过热而烧坏管子。稳压管的一种实物图黑头一侧为阴极，即k端1.2.2变容二极管

PN结具有电容效应，二极管存在结电容。二极管结电容的大小除了与本身结构工艺有关，还与外加电压有关。变容二极管的结电容Cj与反偏电压?uD的关系曲线变容二极管常用于高频电路中，例如，电调谐电路和自动频率控制电路1.2.3光电二极管

光电二极管的结构与一般的二极管类似，在它的PN结处，通过管壳上的一个玻璃管窗口能接收外部的光照。这种器件的PN结在反向偏置状态下工作，它的反向电流随光照强度的增加而上升。光电二极管的符号及其特性曲线光电二极管可用于光的测量，是将光信号转换为电信号的常用器件。1.2.4发光二极管

发光二极管（简称LED）是一种光发射器件，它是由砷化镓、磷化镓等材料制成。当这种管子通以电流时将发出光来。光的颜色主要取决于制造所用的材料。发光二极管的电路符号和伏安特性曲线发光二极管是一种新型冷光源。由于它体积小、用电省、工作电压低、寿命长、单色性好和响应速度快，因此，常用来作为显示器。几种普通发光二极管实物图长脚为正极大头为负极1.3半导体三极管

1.3.1三极管的结构与分类半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子