1、(1-1),第二章 半导体器件, 2.1 半导体的基本知识, 2.2 PN 结及半导体二极管, 2.3 特殊二极管, 2.4 双极型晶体管（半导体三极管）, 2.5 场效应晶体管, 2.6 集成电路,(1-2),2.1 半导体的基本知识,2.1.1 导体、半导体和绝缘体,自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。,有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。,另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。,第二章 半导体器件,(1-3),半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：,当受外界热和
2、光的作用时，它的导电能力明显变化。（制作特殊器件）,往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。（有可控性）,P33,(1-4),2.1.2 本征半导体,现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。,通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。,一、本征半导体的结构特点,第二章 半导体器件,(1-5),完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。,在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。,硅和锗的晶体结构,第二章 半导体器件,
3、(1-6),硅和锗的共价键平面结构,共价键共用电子对,+4表示除去价电子后的原子,共价键 ,相邻原子共有价电子所形成的束缚。,第二章 半导体器件,(1-7),共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子。,形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。,共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。,第二章 半导体器件,(1-8),二、本征半导体的导电机理,在绝对0度（T = 0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子,它的导电能力为0，相当于绝缘体。,载流子,运动的带电粒子称为,1、载流子
4、、自由电子和空穴,第二章 半导体器件,(1-9),自由电子,空穴,束缚电子,第二章 半导体器件,在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为,自由电子。,空穴。,同时共价键上留下一个空位，称为,它们是不是载流子？,是！,(1-10),在其它力的作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。,所以本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。,第二章 半导体器件,(1-11),、本征半导体的导电机理描述,温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一
5、个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。常温下本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。,本征半导体中电流由两部分组成：,自由电子移动产生的电流。,空穴移动产生的电流。,温度,第二章 半导体器件,(1-12),2.1.3 杂质半导体,在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。,N 型半导体：使自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。,P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体,也称为（空穴半导体）。,第二章 半导体器件,(1-13),一、N 型半导体
6、,多余电子,磷原子,第二章 半导体器件,掺入少量的五价元素磷（或锑），必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。也称五价元素磷为施主原子。,(1-14),N 型半导体,N 型半导体中的载流子是：,1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。,2、本征半导体中是成对产生电子和空穴。,3、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。,第二章 半导体器件,(1-15),空穴,二、P 型半导体,硼原子,第二章 半导体器件,掺入少量的三价元素，如硼（
7、或铟），多产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。,(1-16),杂质半导体的示意表示法,P 型半导体,N 型半导体,第二章 半导体器件,(1-17),2.2 PN结及半导体二极管,一、PN结的形成,在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。,第二章 半导体器件,2.2.1 PN结,(1-18),P 型半导体,N 型半导体,扩散运动,空间电荷区,PN结处载流子的运动,第二章 半导体器件,(1-19),扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。,内电场越强，就使漂移运动越强，而漂
8、移使空间电荷区变薄。,第二章 半导体器件,(1-20),所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。,第二章 半导体器件,(1-21),PN结的形成：,多子扩散,扩散,飘移,动态平衡,稳定的PN结。,生成,产生,使,达到,形成,扩散电流等于飘移电流,扩散运动,飘移运动,重要概念：扩散运动 飘移运动 PN结,空间电荷区,内电场,第二章 半导体器件,(1-22),空间电荷区中没有载流子， 所以空间电荷区又称为耗尽层。,空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴、N中的电子（都是多子）向对方运动（扩散运动），故空间电荷区又称为阻挡层。,P 中的电子和N中
9、的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。在定量计算时往往忽略。,请注意,第二章 半导体器件,(1-23),1.PN结的单向导电性,PN结加上正向电压、正向偏置的意思都是： P区加正、N区加负电压。,PN结加上反向电压、反向偏置的意思都是：P区加负、N区加正电压。,二、 PN结的特性,第二章 半导体器件,(1-24),PN结正向偏置,P,N,+,_,内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流（mA)，认为PN结导通。注意：串电阻限流。,第二章 半导体器件,(1-25),PN结反向偏置,N,P,+,_,内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较
10、小的反向电流。认为PN结截止。形成的微小电流称为反向饱和电流()。,第二章 半导体器件,(1-26),PN结的导电特性：,重要概念： PN结的单向导点性,由上可知，PN结加正向电压时导通，有较大的电流（多子形成）；而加反向电压时截止，仅有反向饱和电流（少子形成）。,所以， PN结具有单向导点特性,第二章 半导体器件,(1-27),式中：Is为反向饱和电流； UT 为温度电压当量， 当T300K时（绝对温度）,UT26mV（记住）,2、PN结的伏安特性,PN结伏安特性方程：,第二章 半导体器件,(1-28),当PN结的反向电压增大到一定值时，反向电流随电压数值的增加而急剧增大，称为反向击穿。,3
11、、PN结的反向击穿特性,PN结的反向击穿有两类：齐纳击穿和雪崩击穿。无论发生哪种击穿，若对其电流不加以限制，都可能造成PN结的永久性损坏。,第二章 半导体器件,(1-29),4. PN 结电容效应,PN 结之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB 和扩散电容CD。,第二章 半导体器件,PN结高频小信号时的等效电路:,势垒电容和扩散电容的综合效应,(1-30),*、PN结温度特性,当温度升高时，PN结的反向电流增大，正向导通电压减小。这也是半导体器件热稳定性差的主要原因。,第二章 半导体器件,(1-31),1、结构,一个PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。,点接触型,2、类型：,（一般
12、是锗材料）,主要应用在小电流、高频电路。,2.2.2 半导体二极管,一、 基本结构,第二章 半导体器件,(1-32),面接触型,（一般是硅材料）,主要应用在大电流、低频电路。,第二章 半导体器件,(1-33),平面型,结面积小的用作开关管。结面积大的用作大功率整流。,第二章 半导体器件,(1-34),3、符号,4、型号,字母D表示,锗 2AP* 2AK*,硅 2CP* 2CK*,第二章 半导体器件,(1-35),1. 2.4二极管的常用电路模型（4）,第二章 半导体器件,半导体二极管的型号(补充)国家标准对半导体器件型号的命名举例如下： 2 A P 9 用数字代表同类型器件的不同型号 用字母代
13、表器件的类型，P代表普通管 用字母代表器件的材料，A代表N型Ge B代表P型Ge，C代表N型Si，D代表N型Si 2代表二极管，3代表三极管,1. 2.4二极管的常用电路模型（4）,P15表1.2,(1-36),(1-37),5、二极管的伏安特性,O,uD /V,iD /mA,正向特性,Uth,死区电压,iD = 0,Uth = 0.5 V,0.1 V,(硅管),(锗管),U Uth,iD 急剧上升,0 U Uth,UD = (0.6 0.8) V,硅管取 0.7 V,(0.2 0.4) V,锗管取 0.3 V,反向特性,IS,U (BR),反向击穿,U(BR) U 0,iD = IS, U(
14、BR) ,反向电流急剧增大,(反向击穿),第二章 半导体器件,(1-38),反向击穿类型：,电击穿,热击穿,反向击穿原因：,齐纳击穿：,反向电场太强，将电子强行拉出共价键。(击穿电压 6 V，正温度系数),击穿电压在 6 V 左右时，温度系数趋近零。,第二章 半导体器件,(1-39),硅管的伏安特性,锗管的伏安特性,第二章 半导体器件,(1-40),特性曲线：,等效开关模型,正偏导通，uD = 0；,第二章 半导体器件,理想模型,二极管常用等效模型,条件：,正偏电路：,符号：,反偏截止， iD = 0 U(BR) = ,(1-41),二极管恒压源等效模型,第二章 半导体器件,uD,iD,UD(
15、on),uD = UD(on),0.7 V (Si),0.3 V (Ge),(1-42),uD,iD,UD,斜率1/ rD,rD,UD,第二章 半导体器件,二极管低频小信号模型,(1-43),6、主要参数,（1）最大整流电流 IOM,二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。,（2）反向击穿电压VBR,二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压VRWM一般是VBR的一半。,第二章 半导体器件,(1-44),（3）反向电流 IR,指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向
16、电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。,以上均是二极管的直流参数，二极管的应用主要利用它的单向导电性。下面介绍两个交流参数。,第二章 半导体器件,(1-45),（4）微变电阻 rd,vD,rd是二极管特性曲线工作点Q附近电压的变化与电流的变化之比：,显然，rd是对Q附近的微小变化量的电阻。,( 5 ) 二极管的极间电容,同PN结,第二章 半导体器件,(1-46),例 1：下图电路中，硅二极管，R = 2 k，分别用二极管理想模型和近似模型求出 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 时 IO 和 UO 的值。,7、二
17、极管应用举例,实际电路,理想模型,第二章 半导体器件,(1-47),解,1. VDD = 2 V,理想,IO = VDD / R = 2 / 2 = 1 (mA),UO = VDD = 2 V,近似,UO = VDD UD(on) = 2 0.7 = 1.3 (V),IO = UO / R = 1.3 / 2 = 0.65 (mA),2. VDD = 10 V,理想,IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (mA),近似,UO = 10 0.7 = 9.3 (V),IO = 9.3 / 2 = 4.65 (mA),VDD 大， 采用理想模型VDD 小， 采用恒压降模型,1. 2.6二
18、极管应用举例（2）,第二章 半导体器件,UD(on),近似模型,理想模型,(1-48),例2：试求电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压UO的值。,解：假设二极管断开,UP = 15 V,UP UN,二极管导通,等效为 0.7 V 的恒压源,UO = VDD1 UD(on)= 15 0.7 = 14.3 (V),IO = UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA),I2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) / 1 = 2.3 (mA),I1 = IO + I2 = 4.8 + 2.3 = 7.1 (mA),第二章 半导体器件,(1-49),例3： 二极管构成
19、“门”电路，设 D1、D2 均为理想二极管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。,0 V,0 V,0 V,正偏导通,正偏导通,0 V,0 V,5 V,正偏导通,反偏截止,0 V,5 V,0 V,反偏截止,正偏导通,0 V,5 V,5 V,正偏导通,正偏导通,5 V,第二章 半导体器件,(1-50),例4：画出硅二极管构成的桥式整流电路在 ui = 15sint (V) 作用下输出 uO 的波形。,按理想模型有：,第二章 半导体器件,解：,正半周,负半周,(1-51),例5：画出uo的波形,uo,第二章 半导体器件,(1-52),例6
20、：二极管半波整流。理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0,第二章 半导体器件,如果二极管：死区电压=0 .5V，正向压降0.7V(硅二极管)，曲线有什么变化？,(1-53),第二章 半导体器件,例7：已知 ui = 4 sin t (V)，二极管为理想二极管，画出uo的波形。,(1-54),2.3 特殊二极管,2.3.1 稳压二极管,U,UZ,IZ,稳压误差,曲线越陡，电压越稳定。,-,第二章 半导体器件,工作条件：反向击穿,符号,(1-55),(1-56),特点：,1）工作于反向击穿状态。,2）利用反向伏安特性上电流在一定范围内变化，稳压管两端的电压基本不变的特点进行稳压。,第二章 半导体
21、器件,(1-57),1. 稳定电压 UZ 流过规定电流时稳压管两端的反向电压值。,2. 稳定电流 IZ 越大稳压效果越好，小于 Imin 时不稳压。,3. 最大工作电流 IZM 最大耗散功率 PZM,P ZM = UZ IZM,4. 动态电阻 rZ,越小稳压效果越好。,几 几十 ,第二章 半导体器件,稳压二极管的参数:,(1-58),5. 稳定电压温度系数 CT,UZ 4 V，CT 7 V，CT 0 (为雪崩击穿)具有正温度系数；,4 V UZ 7 V，CTV 很小。,第二章 半导体器件,(1-59),例1：有2个稳压管，稳定电压分别是5v、2v, 串联和并联有几种方式？对应的稳定电压是多少？
22、(外加电压足够大）,第二章 半导体器件,(1-60),例2：稳压二极管的应用举例,已知稳压管参数:,解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax 。,求：电阻R和输入电压ui 的正常值。,方程1,负载电阻,要求当输入电压由正常值发生20%波动时，负载电压基本不变。,第二章 半导体器件,(1-61),令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin 。,方程2,联立方程1、2，可解得：,第二章 半导体器件,(1-62),2.3.2 光电二极管,反向电流随光照强度的增加而上升。,第二章 半导体器件,符号,工作条件：反向偏置,实物照片,(1-63),2.3.3 发光二极管,第二章 半导体
23、器件,LED (Light Emitting Diode),工作条件：正向偏置,一般工作电流几十 mA，导通电压 (1 2) V,符号,特性,(1-64),2.4双级型晶体三极管,2.4.1 BJT的结构及类型,2.4.2 BJT的电流放大作用,2.4.3 BJT的特性曲线,2.4.4 BJT的主要参数,2.4.5 温度对BJT的特性及参数的影响,(Semiconductor Transistor),2.4.6 BJT的电路模型,2.4 双级型晶体三极管,(1-65),2.4双级型晶体三极管,基极,发射极,集电极,NPN型,PNP型,2.4.1 BJT的结构及类型,emitter,base,c
24、ollector, 2.4 双级型晶体三极管,(1-66),基区：较薄，掺杂浓度低作用是控制和传递载流子,集电区：面积较大作用是收集载流子。,发射区：掺杂浓度较高，作用是发射载流子, 2.4 双级型晶体三极管,(1-67),发射结,集电结, 2.4 双级型晶体三极管,(1-68),NPN型三极管,PNP型三极管, 2.4 双级型晶体三极管,(1-69),二、分类,按材料分： 硅管、锗管,按功率分： 小功率管 1 W,中功率管 0.5 1 W, 2.4 双级型晶体三极管,(1-70),2.4.2 BJT的电流放大作用,1. 三极管放大的条件,内部条件,发射区掺杂浓度高,基区薄且掺杂浓度低,集电结
25、面积大,外部条件,发射结正偏集电结反偏,共集电极,共基极, 2.4 双级型晶体三极管,(1-71),EBIC，UCE0.3V称为饱和区。, 2.4 双级型晶体三极管,(1-79),此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，,(3) 截止区：UBE 死区电压， IB=0 ，IC=ICEO 0,临界饱和时： uCES = uBE,深度饱和时：,0.3 V (硅管),UCE(SAT)=,0.1 V (锗管), 2.4 双级型晶体三极管,(1-81),共射直流电流放大倍数：,共射交流电流放大倍数,1. 电流放大倍数和 ,2.4.4 BJT的主要参数, 2.4 双级型晶体三极管,(1-82),
26、例：UCE = 6V时：IB = 40A, IC = 1.5mA； IB = 60 A, IC = 2.3mA。,在以后的计算中，一般作近似处理： =, 2 4 双级型晶体三极管,(1-83),2. 集-基极反向截止电流ICBO,ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。, 2.4 双级型晶体三极管,(1-84),3. 集-射极反向截止电流ICEO, 2.4 双级型晶体三极管,(1-85),B,E,C,N,N,P,ICBO进入P区，形成IBE。,根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流 IBE。,集电结反偏有ICBO, 2.4 双级型晶体三极管,(1-86),4. 集电
27、极最大电流ICM,集电极电流IC 上升会导致三极管的值的下降，当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。,所以集电极电流应为：IC= IB+ICEO,而ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，IC也相应增加。三极管的温度特性较差。, 2.4 双级型晶体三极管,(1-87),5. 集-射极反向击穿电压,当集-射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。, 2.4 双级型晶体三极管,(1-88),6. 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
28、导致结温上升，所以PC有限制。,PCPCM, 2.4 双级型晶体三极管,(1-89),ICUCE=PCM,安全工作区, 2.4 双级型晶体三极管,(1-90),半导体三极管的型号（补充）国家标准对半导体三极管的命名如下：3 D G 110 B 用字母表示同一型号中的不同规格 用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示器件的种类 用字母表示材料 三极管第二位：A表示锗PNP管、B表示锗NPN管、C表示硅PNP管、D表示硅NPN管第三位：X表示低频小功率管、D表示低频大功率管、G表示高频小功率管、A表示高频小功率管、K表示开关管。, 2.4 双级型晶体三极管,(1-91),重点1：三极管的放大作用（
29、电流分配）, 2.4 双级型晶体三极管,(1-92),重点2：三极管的三个工作状态特征放大状态：反射结正偏，集电结反偏。饱和状态：反射结正偏，集电结正偏。截止状态：反射结反偏，集电结反偏。, 2.4 双级型晶体三极管,(1-93),晶体管电路的基本问题和分析方法,三种工作状态,放大,I C = IB,发射结正偏集电结反偏,饱和,I C IB,两个结正偏,ICS = IBS 集电结零偏,临界,截止,IB U(th) 则导通,以 NPN为 例：,UBE UB UE,放大,UE UC UB,饱和,PNP 管,UC UB UC U B,饱和,2. 电流判别法,第二章 小结,第三章介绍,(1-95),例
30、1：测得放大电路中三极管各极直流电位如图所示，试判断:三个管脚的电极名称；是硅管还是锗管；是NPN还是PNP。, 2.4 双级型晶体三极管,(1-96),例4：判断下图各三极管的工作状态。,2.4 双级型晶体三极管,(1-97),判断三极管工作状态的方法：,2.4 双级型晶体三极管,临界饱和点,用电流判断饱和,（一定）,（一定）,(1-98),例3： = 50， USC =12V， RB = 70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时，晶体管的直流(静态)工作点Q位于哪个区？,当 USB = -2V 时：,IB= 0 ， IC = 0,Q位于截止区,解：,2.4 双级型晶体三极
31、管,(1-99),例3： = 50， USC =12V，RB =70k， RC = 6k , 当USB = -2V，2V，5V, ,所以IB 0,2.6 集成电路,(1-121),线性放大区,2、运放工作在线性区时的特点,非线性放大区、正饱和区,非线性放大区 、开环区,2.6 集成电路,(1-122),运放的电压传输特性,uo,Ao越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。,2.6 集成电路,(1-123),理想运算放大器,传输特性曲线,线性区,O,uid,uo,Uomax,Uomax,正饱和区,负饱和区,2.6 集成电路,(1-124),由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻
32、高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。,理想运放的条件,放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。,运放工作在线性区的特点,3、在分析信号运算电路时对运放的处理,2.6 集成电路,(1-125),4、分析运放组成的线性电路的出发点,虚短路虚开路放大倍数与负载无关， 可以分开分析。,2.6 集成电路,(1-126),i1= i2,1）放大倍数,虚短路,虚开路,例1、反相比例运算电路,电路结构,虚地,Uo ？,2.6 集成电路,(1-127),例2、同相比例运算电路,u-= u+= ui,反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。,虚短路,虚开路,
33、结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。,虚开路,2.6 集成电路,(1-128),解出：,特3：单运放的加减运算电路：差动放大器,2.6 集成电路,(1-129),2.6.2 集成稳压器,放在第7章讲解,(1-130),作业:第二章作业下星期的此段上课时间交！,(1-131),引言,2.5.1 结型场效应管,2.5.3 场效应管的主要参数,2.5.2 MOS 场效应管,1. 4场效应管（1）,2.5 场效应晶体管,2.5 场效应晶体管,(1-132),引 言,场效应管 FET (Field Effect Transistor),类型：,结型 JFET (Junction Field
34、 Effect Transistor),绝缘栅型 IGFET(Insulated Gate FET),1. 4场效应管（2）,2.5 场效应晶体管,(1-133),场效应管,1. 分类,按导电沟道分,N 沟道,P 沟道,按结构分,绝缘栅型(MOS),结型,按特性分,增强型,耗尽型,uGS = 0 时， iD = 0,uGS = 0 时， iD 0,增强型,耗尽型,(耗尽型),第一章 小结,(1-134),特点：,1. 单极性器件(每个FET中只有一种载流子导电),3. 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低,2. 输入电阻高 (107 1015 ，IGFET 可高达 1015 ),2.5 场
35、效应晶体管,(1-135),N,基底 ：N型半导体,两边是P区,G(栅极),S源极,D漏极,一、结构,2.5.1 结型场效应管:,导电沟道,2.5 场效应晶体管,(1-136),N沟道结型场效应管,2.5 场效应晶体管,(1-137),P沟道结型场效应管,2.5 场效应晶体管,(1-138),二、工作原理（以P沟道为例）,UDS=0V时,UGS0， PN结反偏，UGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。,1）UGS 对沟道的控制作用,2.5 场效应晶体管,(1-139),ID,UDS=0V时,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。,2.5 场效应晶体管,(1-140
36、),P,G,S,D,UDS,UGS,UDS=0时,UGS达到一定值时（夹断电压VGS(off),耗尽区碰到一起,DS间被夹断,显然,UGS能控制沟道。ID=?,ID,0,2.5 场效应晶体管,(1-141),UGS一定，且UDS0、UGDVGS(off)时，耗尽区的形状。,ID,UDS 0时,越靠近漏端，PN结反压越大,2.5 场效应晶体管,(1-142),UGS一定,且UDS的值慢慢增大时,UGDUGS(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。,ID,2.5 场效应晶体管,(1-143),ID,此时：,注意：,UGS一定，UGDUGS(off)时,漏端的沟道被夹断，称为予夹断。,2.5 场效应晶体管,(1-144),UGS一定，UGD大于Uoff时,ID,此时，电流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。显然，可以通过改变来控制的大小。这就是对的控制作用。,
