1、1,第一章 半导体基础,1.3三极管 (BJT),2,.1结构及类型,NPN型 PNP型 材料 Si硅 Ge锗 e(Emitter)： b(Base）： c(Collector)： Je, Jc,3,.2 电流分配关系,一、条件,内部条件 e区高掺杂，c区次于e区，b区参杂很低 b区很薄 外部条件 发射结正偏（导通） 集电结反偏,电位关系： 对NPN型：VC VB VE 对PNP型：VC VB VE,4,二、载流子运动,发射：发射极发射大量的自由电子 扩散与复合：在b区，大部分电子向c区扩散，小部分被复合 收集：c结反偏电压的作用下，被c区收集,5,三、电流分配关系,IE =IC+IB IE
2、=IEN+IEP= ICN+IBN+ICBO IC= ICN+ICBO IB= IBN+IEP-ICBO,令：,6,都是直流电流放大关系,定义：,变化量的关系,在大都数情况下：,因此，电流分配关系可以统一表示为：,直流分量,交流分量,三、电流分配关系（2）,7,四、电流的放大作用,共射接法：有电流放大 共基接法：没有电流放大 共集接法：有电流放大,8,.3特性曲线,一、输入特性曲线,输入特性曲线 iB=f(uBE) uCE=const,当uCE0时，相当于二极管的VA特性； 当0uCE1V时,JC由正偏过渡到反偏，相同的uBE条件下，IB变小。曲线右移。 当uCE1V以后，JC完全反偏， IB
3、不变，曲线基本不变。,9,二、输出特性曲线,iC=f(uCE) iB=const,分为三个区，分别对应晶体管的三种不同的工作状态。,10,截止区,条件 Je反偏，Jc反偏 特点 iB0，iCICEO0。C、E之间相当于断开,11,放大区,条件 e正偏（导通），Jc反偏 特点 iB0，iCiB， iC与uCE无关，C、E之间相当于CCCS。,12,饱和区,条件 Je正偏，Jc正偏 特点 iB0，iCiB，C、E之间相当于小电阻。 当Jc零偏时，称为临界饱和。临界饱和时，uCEUCES，称为饱和压，UCES0.20.3V 临界饱和集电极电流ICS ,这是集电极最大的电流。 IBS为基极临界饱和电流
4、。,13,.4主要参数,直流参数 ，ICEO 交流参数 ，fT 极限参数 PCM ICM U（BR）CEO,14,.5温度的影响,T，ICBO ， ICEO IB不变， TUBE T， T，IC,15,三极管判别举例,已知晶体管工作在放大区，通过电位 判定电极、类型、材料,例：P.68 习题1.15,16,本章习题,P.64 三 P.66 1.2，1.3，1.4 P.66 1.8，1.9 P.67 1.15 P.69 1.19,17,第一章 半导体基础,1.4 场效应管（FET）,18,场效应管是利用电场来控制电流，实现能量转换，三极管在工作时，多子少子同时参与导电，而场效应管只有多子参与导电
5、，所以FET是单极型晶体管。 要提供控制电流的电场，只要电压，不需要电流，FET是电压控制器件，BJT是电流控制器件。,19,.1 FET的分类原理,增强型MOSFET 符号： 基本工作原理（以增强型MOS为例） 结构,20,原理说明 对N沟道增强型MOS管，为了形成反型层，UGS0;并且只有当UGS大于某一个电压值时，才能形成导电沟道。这个电压值称为开启电压UGS(th) 当uGSUGS(th)时，d、s之间有沟道，iD0，MOS管导通。 对P沟道增强型MOS管， UGS(th)是小于零的数。如果将实际的电量参考方向单独考虑，与N沟道是相似的。,.1 FET的分类,.1 FET的分类原理,2
6、1,耗尽型MOS管 耗尽型MOS管也有N沟道和P沟道，与增强型的主要区别在于，利用了特殊工艺，使得MOS管不需要外加电压就已经有沟道。 对于N沟道管，当uGS=0时，iD0。为了使已有的沟道断开， uGS0,且uGS=UGS(off),UGS(off)称为夹断电压。 对于P沟道管， UGS(off)夹断电压是一个大于零的数，实际的电量参考方向与N沟道管成对偶关系。,.1 FET的分类,.1 FET的分类原理,22,结型FET（JFET） 结型管也是耗尽型的，与耗尽型MOS管类似。也存在UGS(th)或 UGS(off)。,.1 FET的分类原理,23,.2 MOS管特性曲线,转移特性iD与uGS的关系 输出特性iD与uDS的关系,转移特性,输出特性,增强型MOS管特性曲线,24,iD与uGS的关系式在恒流区时增强型耗尽型主要参数 直流参数（P.45） 交流参数（P.45） 低频夸导gm,.2 MOS管特性曲线,
