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“计算机电路基础( 1)”学****辅导第二章半导体基本器件(一)半导体二极管 1. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性描述了 PN 结两端电压 u 和流过 PN 结电流 i 之间的关系。图 是 PN结的伏- 安特性曲线。可以看出:i U(BR) I R0 UON u I图 (1 )当外加正向电压较小( u I?U ON )时,外电场不足以克服 PN 结内电场对多子扩散所造成的阻力,电流 i 几乎为 0, PN 结处于截止状态; (2) 当外加正向电压u I大于U ON时, 正向电流i随u 的增加按指数规律上升且i 曲线很陡。(3 )当外加反向电压( u<0 )时,反向电流很小, 几乎为 0 ,用 I R 表示; (4 )当 u 增大到 U (BR) 时, 二极管发生电击穿, ?u ?稍有增加, ?i ?急剧增大,u ?U BR。把 PN 结外加正向电压导通、 ON 称作导通电压, U (BR) 称作反向击穿电压。(二) 双极型三极管 1. 双极型三极管及其三种工作状态 NPN 硅三极管的共射输出特性如图 所示。把I B=0 这条曲线以下部分称为截止区, 此时, 三极管各极电流i B?i C? 0, 对应三极管截止的条件是 u BE < ;在特性的中间部分, 曲线是一族近似水平的直线, 这个区域称为放大区,此时,I c= ?I B, 对应三极管放大的条件是 u BE? . u BC <0V ;把输出特性靠近纵轴的上升部分, 对应不同的 I B 值的各条曲线几乎重叠在一起的区域称为饱和区, 此时,U CE?U CES, 对应三极管饱和的条件是 u BE? . u BC >0V 。 ic/mA 100 ?A 饱 80?A 和放区大 60?A 区 40?A 20?AI B =0 uce/v 截止区图 2 .三极管的主要参数(1 )共发射极电流放大系数?共发射极电流放大系数?表示管子做成后, 其收集电流和基区复合电流之比, 是一个常数。(2 )集电极- 发射极饱和电压 U CES 集电极- 发射极饱和电压 U CES 指管子饱和时, 集电极- 发射极间的管压降, 小功率管? 。(3 )集电极最大电流 I CM 集电极最大电流 I CM 指集电极允许流过的最大电流。(4 )集电极最大功率损耗 P CM 集电极最大功率损耗 P CM 指集电极允许的最大功率。(5 )集电极- 发射极击穿电压 U CEO I CM、P CM、U CEO 是极限值,使用管子时,不要超过极限值。(三) MOS 场效应管 1. MOS 场效应管的分类 MOS 场效应管按其沟道和工作类型可分为四种: N 沟道增强型、 P 沟道增强型、 N 沟道耗尽型、 P 沟道耗尽型。表 列出了增强型 2 种场效应管的特点。表 基片材料漏源材料导通沟道类型阈值电压栅极工作电压漏源工作电压其它特点 N 沟道增强型 PN 电子 U TN正正正电子迁移率高,故速度快 P 沟道增强型 NP 空穴 U TP负负负易做,速度慢 2. 特性曲线图 示出了增强型 NMOS 管共源电路的转移特性和输出特性曲线。 i D /mAi D /mA 可变电阻区恒流区 u GS =U