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器件课件精简1.pptx

上传人:dzzj200808 文档编号:3323573 上传时间:2018-10-13 格式:PPTX 页数:83 大小:5.57MB
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资源描述

1、,影响MOSFET的阈值电压因素:,1. 金属和半导体功函数差 的影响 2. 衬底杂质浓度 的影响5. MOS 栅电极的发展历史 6. 衬底偏置效应(偏置电压) (衬偏效应, Body effect) 3即:界面陷阱和氧化物电荷 4即:氧化层厚度金属与半导体接触时,有整流作用的是肖特基接触,无整流作用的是欧姆接触。,基区宽度调变效应双极晶体管基区宽度调变效应(或称基区宽变效应),即基区有效宽度随外加电压变化而变化的现象。 PN结空间空间电荷区的宽度由外加电压、杂质浓度等决定。当晶体管处于放大工作状态时,发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置,而且反偏电压VCB较高。随着反偏电压的升高,集电结空

2、间电荷区宽度增加,使有效基区宽度减小,而当反偏电压降低,集电结空间电荷区宽度随之减小,导致有效基区宽度增加。则Ic变小。这种基区有效宽度随外加电压变化而变化的现象就称为基区宽度调变效应,也称厄尔利(Early)效应,单极器件是指工作方式仅涉及单一种类载流子的漂移作用的器件,双极器件是指靠两种载流子导电的器件双极型晶体管由一块分层的n-p-n或p-n-p半导体材料组成,具有发射极、基 极和集电极三条引接端,其电流是由正、负两种载流子共同产生的,双极性晶体管由三部分掺杂程度不同的半导体制成,晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。单极型晶体管中,引接端 叫作源极、栅极和漏

3、极,其电流是由多数载流子产生的常见的只有场效应管(结型、金属半导体、金属氧化物半导体场效应管)是单极的 MOSFET ,JFET:只有电子和空穴一种单独导电,单一载流子导电器件导通电流为负温度特性。 BJT,DIODE : 电子和空穴同时导电,由于存在少子注入的电导调制机理,导通电流为正温度特性,连续性方程为:,在不均匀电场中因漂移速度随位置的变化引起的载流子积累,漂移过程中由于载流子不均匀引起的载流子积累,载流子浓度剃度不均匀引起的载流子积累扩散项,产生项,复合项,PN结贮存效应及对开关特性的影响: 在正向电压作用下,P区空穴越过PN结,在N区的边界上形成积累。这些非平衡少子、依靠积累时浓度

4、差在N区进行扩散。空穴在N区扩散过程中,同N区中的多子电子相遇而复合,距离PN结边界越远,复合掉的空穴就越多,这样就形成了如图4.1.2(b)所示的非平衡少子的浓度分布规律。我们把正向导通时,非平衡少数载流子积累的现象叫做电荷存储效应。 当输入电压突然由VF变为VR时,P区存储的电子和N区存储的空穴不会马上消失,但它们将通过两个途径逐渐减少:在反向电场作用下,P区电子被拉回N区,N区空穴被拉回P区,形成反向漂移电流IR;与多数载流子复合。图4.1.3表示的是产生反向漂移电流的过程。,在这些存储电荷突然消失之前,PN结仍处于正向偏置,即势垒区仍然很窄,PN结的电阻很小,与RL相比可以忽略,所以此

5、时反向电流IR=(VR+VD)/RL。VD表示PN结两端的正向压降,一般VRVD,即IRVR/RL。在这段期间,IR基本上保持不变,主要由VR和RL所决定。 经过时间ts后,P区和N区所存储的电荷已显著减少,势垒区逐渐变宽,反向电流IR逐渐减小到正常反向饱和电流的数值,经过时间tt,二极管转为截止。 由上可知,二极管在开关转换过程中出现的反向恢复过程,实质上是由于电荷存储效应所引起的,反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间。 反向恢复时间的长短既决定于二极管本身的结构,也与外部电路有关。管子的PN结面积越大,管内存储电荷越多,反向恢复时间越长。一般开关管结面积小,同时内部有“掺金作用“,可以使存储电荷很快复合而消失,所以反向恢复时间短。此外,外部电路所决定的正向电流IF越大,存储电荷越多,则反向恢复时间越长;反向电流IR越大,存储电荷消失得越快,则反向恢复时间越短。,

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