第1章半导体器件及其应用

1、新世纪高职高专教材编审委员会组编 主编王成安孟晓明 （基础篇） （第三版） 第第1 1章章 半导体器件及其应用半导体器件及其应用 1.31.3单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.41.4半导体三极管半导体三极管 1.1 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.21.2半导体二极管半导体二极管 1.51.5场效应晶体管场效应晶体管 1.61.6集成电路集成电路 1.71.7直流稳压电源电路直流稳压电源电路 第第1 1章章 半导体器件及其应用半导体器件及其应用 二十世纪四十年代，科学家对一直沉默于世的半导体进行深入研究后，发 明了PN结，半导体顿时身价倍增，竟然成为引领世界技术革命的急先锋

2、。PN结 的奥秘在哪里，这是本章首先要探索的问题。从PN结到二极管，再从二极管到 三极管，结构上仅仅多了一个PN结，却实现了半导体器件性质上的一次巨变。 微弱的信号经过由三极管组成的放大器，就可以实现优美动听的歌声和绚丽多 彩的图象，更可以实现系统的自动控制。从三极管到场效应管，是半导体器件 发展进程的又一次飞跃，为集成电路的集成规模做出了巨大贡献。集成电路的 普遍应用是电子技术得以迅速普及和提高的基础，是世界进入电子时代的桥梁。 学习了二极管、三极管、场效应管和集成电路，你就会迈进奥妙无穷的电子世 界，再结合实训项目亲自操作实践，你就会发现：电子世界就在你身边，学习 电子技术也并不难。 章首

3、导言 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.11.1.1本征半导体本征半导体 纯净的半导体被称为本征半导体。目前用于制造半导体器件的材料主要有硅 （Si）、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)和磷化铟(InP)等，其中以硅和锗最为常 用。硅和锗都是四价元素。 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.11.1.1本征半导体本征半导体 1. 本征半导体中的两种载流子电子和空穴 在室温下，本征半导体中少数价电子因受热而获得能量，摆脱原子核的束缚， 从共价键中挣脱出来，成为自由电子。与此同时，失去价电子的硅或锗原子在该共 价键上留下了一个空位，这个空位称为空穴。电子与

4、空穴是成对出现的，所以称为 电子-空穴对。 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.11.1.1本征半导体本征半导体 2.本征半导体的热敏特性和光敏特性 温度越高或光照越强，本征半导体内的载流子数目越多，导电性能越强，这就 是本征半导体的热敏特性和光敏特性。利用这种特性就可以做成各种热敏元件和光 敏元件，在自动控制系统中有广泛的应用。 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.11.1.1本征半导体本征半导体 3.本征半导体的掺杂特性 实验发现，在本征半导体中掺入微量的其他元素，会使其导电能力大大加强。 掺入的微量元素称为杂质，掺入杂质后的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体

5、 有P型半导体和N型半导体两大类。 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.11.1.1本征半导体本征半导体 P 型半导体 如果在本征半导体中掺入三 价元素，大量空穴，这种半导体 叫做P型半导体。 N 型半导体 如果在本征半导体中掺入微 量五价元素，在半导体内会产生 许多自由电子，这种半导体叫做 型半导体。 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.21.1.2PNPN结结 单纯的一块P型半导体或N型半导体，只能作为一个电阻元件。但是如果把P型半 导体和N型半导体通过一定的制作工艺结合起来就形成了PN结。PN结是构成半导体 二极管、半导体三极管、晶闸管和集成电路的基础。 1.

6、1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.21.1.2PNPN结结 1. PN 结的形成 由于P区与N区之间存在着载流子浓度的 显著差异：P区空穴多、电子少；N区电子多、 空穴少。所谓扩散运动，就是因浓度差而引 起载流子从浓度高的区域向浓度低的区域运 动。扩散的结果：交界面附近P区因空穴减少 而呈现负电，N区因电子减少而呈现正电。这 样，在交界面上出现了由正负离子构成的空 间电荷区，这就是PN结。 PN结的形式结的形式 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 1.1.21.1.2PNPN结结 2. PN 结的导电特性 实验发现，PN 结在外加电压作用下形成了电流。外加电压的极性不同，流过

7、PN 结的电流大小有极大差别。 PN 结的单向导电性结的单向导电性 结论：结论：PN结正偏时导通，结正偏时导通，PN结反偏时截止，所以结反偏时截止，所以PN结具有单向导电性。结具有单向导电性。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.11.2.1二极管的结构和符号二极管的结构和符号 一些常见二极管的外形和通用符号一些常见二极管的外形和通用符号 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.11.2.1二极管的结构和符号二极管的结构和符号 一些常见二极管的外形和通用符号一些常见二极管的外形和通用符号 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.11.2.1二极管的结构和符号二极管的结构和符号 二极管结构的

8、示意图二极管结构的示意图 二极管的结构按PN结的制造工艺方式可分为点接触型、面接触型和平面型几种。 平面型二极管适宜用作大功率开关管，在数字电路中有广泛的应用。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.21.2.2二极管的伏安特性二极管的伏安特性 二极管的主要特点是单向导电性。可以通过实验来认识二极管两端的电压和流过 二极管电流的关系。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.21.2.2二极管的伏安特性二极管的伏安特性 二极管的伏安特性就是流过二极管的电流与加在二极管两端的电压U之间的关 系曲线。 二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.21.2.2

9、二极管的伏安特性二极管的伏安特性 1.正向特性（二极管加正向电压时的电流电压关系） OA段：当外加正向电压较小时，正向电流非常小，近似为零。在这个区域内二极 管实际上还没有导通，二极管呈现的电阻很大，该区域常称为“死区”。硅二极管的 死区电压约为0.5，锗管的死区电压约为0.1。 过A点后：当外加正向电压超过死区电压后，正向电流开始增加，但电流与电压 不成比例。当正向电压大于0.6以后（对锗二极管，此值约为0.2V），正向电流随正 向电压增加而急速增大，基本上是线性关系。这时二极管呈现的电阻很小，可以认为 二极管是处于充分导通状态。在该区域内，硅二极管的导通压降约为0.7V，锗二极管 的导通压

10、降约为0.3V。但是流过二极管的正向电流需要加以限制，不能超过规定值， 否则会使PN结过热而烧坏二极管。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.21.2.2二极管的伏安特性二极管的伏安特性 2.反向特性（二极管加反向电压时的电流电压关系） OD段：在所加反向电压下，反向电流的值很小，且几乎不随电压的增加而增大， 此电流值被叫做反向饱和电流。此时二极管呈现很高的电阻，近似处于截止状态。硅 管的反向电流比锗管的反向电流小，约在1A以下，锗管的反向电流达几十微安甚至 几毫安以上。这也是现在硅管应用比较多的原因之一。 过D点以后：反向电压稍有增大，反向电流就急剧增大，这种现象称为反向击穿。 二极管发

11、生反向击穿时所加的电压叫做反向击穿电压。一般的二极管是不允许工作在 反向击穿区的，因为这将导致PN结的反向导通而失去单向导电的特性。 综上所述，可知二极管的伏安特性是非线性的，二极管是一种非线性元件。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.31.2.3半导体器件型号命名法半导体器件型号命名法 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.41.2.4二极管的主要参数二极管的主要参数 1. 最大整流电流 IF 最大整流电流IF是指二极管长期工作时允许通过的最大正向直流电流。IF与二极 管的材料、面积及散热条件有关。点接触型二极管的IF较小，而面接触型二极管的IF 较大。在实际使用时，流过二极管最大平

12、均电流不能超过IF，否则二极管会因过热而 损坏。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.41.2.4二极管的主要参数二极管的主要参数 2. 最大反向工作电压URM 最大反向工作电压URM是指二极管在工作时所能承受的最大反向电压值。通常以 二极管反向击穿电压的一半作为二极管最大的反向工作电压，二极管在实际使用时 的电压不应超过此值，否则当温度变化较大时，二极管就有发生反向击穿的危险。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特殊二极管介绍特殊二极管介绍 1. 硅稳压二极管 硅稳压二极管（简称稳压管）是 一种用特殊工艺制造的面结合型硅半 导体二极管。它工作在反向击穿区， 在规定的电流

13、范围内使用时，不会因 击穿而损坏。因为二极管在反向击穿 区内，其电流变化很大而电压基本不 变，利用这一特性可实现直流电压的 稳定。 硅稳压管的伏安特性及符号硅稳压管的伏安特性及符号 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特殊二极管介绍特殊二极管介绍 1. 硅稳压二极管 在实际中使用稳压二极管要满足 两个条件：一是要反向运用，即稳压 二极管的负极接高电位，正极接低电 位，使管子反向偏置，保证管子工作 在反向击穿状态；二是要有限流电阻 配合使用，保证流过管子的电流在允 许范围内。 稳压管常用电路稳压管常用电路 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特殊二极管介绍特殊二极

14、管介绍 稳压管的主要参数 稳定电压UZ 稳定电流IZ 稳压管的稳压过程 负载不变，输入电压变化 输入电压UI不变，负载RL变化 稳压管和限流电阻的选择 稳压管的选择 限流电阻的选择 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特殊二极管介绍特殊二极管介绍 TL431的外型、符号和应用电路。只要选择合适的精密电阻R1和R2，则输出电压： UO=（1+R1/R2）UZmin TL431 的外形、符号及应用电路的外形、符号及应用电路 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特殊二极管介绍特殊二极管介绍 2. 发光二极管 发光二极管（LED）是一种光发射器件，能把电能直接转化成光能

15、。 发光二极管伏安特性和符号发光二极管伏安特性和符号 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特殊二极管介绍特殊二极管介绍 3. 光电二极管 光电二极管又称光敏二极管，是一种光接收器件，其PN结工作在反偏状态。 光敏二极管结构及符号光敏二极管结构及符号 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特殊二极管介绍特殊二极管介绍 4. 变容二极管 变容二极管是利用PN结的电容效应工作的，它工作于反向偏置状态，它的电容 量与反偏电压大小有关。改变变容二极管的直流反偏电压，就可以改变电容量。变 容二极管被广泛应用于谐振回路中。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.51.2.5特

16、殊二极管介绍特殊二极管介绍 5. 激光二极管 激光（是英文Laser的意译）是由人造的激光器产生的，在自然界中尚未有发现。 激光器分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器。半导体激光器是所有激光器 中效率最高、体积最小的一种，现在已投入使用的半导体激光器是砷化镓激光器， 即激光二极管。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.6 1.2.6 半导体二极管的应用半导体二极管的应用 1.整流 所谓整流，就是将交流电变成脉动直流电。利用二极管的单向导电性可组成单 相和三相整流电路，再经过滤波和稳压，就可以得到平稳的直流电。整流部分的具 体应用在后面还要详述。 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.

17、6 1.2.6 半导体二极管的应用半导体二极管的应用 2.钳位 利用二极管正向导通时压降很小的特性，可组成钳位电路。 二极管钳位电路二极管钳位电路 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.6 1.2.6 半导体二极管的应用半导体二极管的应用 3. 限幅 利用二极管导通后压降很小且基本 不变的特性，可以构成限幅电路，使输 出电压幅度限制在某一电压值内。 二极管限幅电路及波形二极管限幅电路及波形 1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.6 1.2.6 半导体二极管的应用半导体二极管的应用 4. 元件保护 在电子电路中，常利用二极管来保护其它元器件免受过高电压的损害。 二极管保护电路二极管保护电路

18、1.2半导体二极管半导体二极管 1.2.6 1.2.6 半导体二极管的应用半导体二极管的应用 5.定向 人们在日常生活中使用的电话机， 连接在由电信公司引来的两根电话线 上。也许你并不注意，电话机不仅通 过这两根线传递信号，还要靠它提供 电话机电路所需的直流电。其实在电 话机里，设计人员已经安装了一个电 源定向电路，它能保证电话机的两根 线无论怎样连接，都能使电路得到正 确的电源电压。 定向电路定向电路 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.11.3.1半波整流电路半波整流电路 1. 半波整流电路的组成和工作原理 图是单相半波整流电路，变压器 T 将电网的正弦交流电u1变成u2,设

19、 半波整流电路半波整流电路 在变压器副边电压u2的正半周期间，二 极管VD正偏导通，电流经过二极管流向负 载，在负载电阻RL上得到一个极性为上正下 负的电压，即u0=u2。 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.11.3.1半波整流电路半波整流电路 2. 负载上直流电压和电流的估算 在半波整流的情况下，负载两端的直流电压可由下式计算： UO=0.45 U2 负载中的电流： IO=0.45 U2/RL 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.11.3.1半波整流电路半波整流电路 3. 二极管的选择 在半波整流电路中，二极管中的电流任何时 候都等于输出电流，所以在选用二极管时

20、，二极 管的最大正向电流IF应大于负载电流IO。 二极管 的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值。 根据IF和URM的值，查阅半导体手册就可以选择 到合适的二极管。 半波整流的波形图半波整流的波形图 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.21.3.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路 1. 电路组成和工作原理 桥式整流电路中的四只二极管可以是四只分立的二极管，也可以是一个内部装 有四个二极管的桥式整流器（桥堆）。 桥式整流电路桥式整流电路 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.21.3.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路 2. 负载上直流电压和电流的估算 桥式整流输出电

21、压波形的面积是半波整流时的两倍，所以输出的直流电压UO也 是半波时的两倍，即： UO=0.9 U2 输出电流IO: IO= 0.9 U2 /RL 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.21.3.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路 桥式整流电路桥式整流电路 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.21.3.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路 3. 二极管的选择 在桥式整流电路中,由于四只二极管两两轮流导电，即每只二极管都只是在半个 周期内导通，所以每个二极管流过的平均电流是输出电流平均值的一半，即： IF= IO/2 二极管的最大反向峰值电压： URM= U2 1.3 单相

22、整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.21.3.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路 3. 二极管的选择 桥式整流的组合器件，通常叫做桥堆。 它是将四个二极管集中制作成一个整体，其 外形。其中标示“”符号的两个引出线为交 流电源输入端，另两个引出线为直流输出端， 分别标有“+”号和“”号。 整流桥堆外形图整流桥堆外形图 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.31.3.3滤波电路滤波电路 单相半波和桥式整流电路的输出电压中都含有较大的脉动成分，除了在一些特 殊场合可以直接应用外，不能作为电源为电子电路供电，必须得采取措施减小输出 电压中的交流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。 构成

23、滤波器的主要元件是电容器和电感器。 几种常见的滤波器几种常见的滤波器 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.31.3.3滤波电路滤波电路 1.电容滤波电路 电容滤波电路电容滤波电路全波整流电路的电压、电流波形全波整流电路的电压、电流波形 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.31.3.3滤波电路滤波电路 2.电感滤波电路 桥式整流电感滤波电路，电感L串联在负载RL回路中。电感的直流电阻很小，交 流阻抗很大，直流分量经过电感后基本上没有损失，交流分量大部分降在电感上， 减小了输出电压中的脉动成分，负载RL上得到了较为平滑的直流电压。 单相桥式电感滤波电路单相桥式电感滤波电

24、路单相桥式电感滤波电路的电压波形单相桥式电感滤波电路的电压波形 1.3 单相整流滤波电路单相整流滤波电路 1.3.31.3.3滤波电路滤波电路 3. 型滤波电路 为桥式整流 型LC滤波电路，这种滤波电路是在电容滤波的基础上再加一级LC 滤波电路构成的。 型型LC 滤波电路滤波电路 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.11.4.1三极管的结构和符号三极管的结构和符号 NPN 型晶体型晶体 半导体三极管是由三层不同类型的半导体构成并引出三个电极的电子器件，在 模拟电子电路中担负放大信号和产生信号的作用。按照各层半导体排列次序的不同 有PNP型和NPN型两种结构形式，分别称为PNP型三极管和NP

25、N型三极管。三极管有 两个PN结：发射结和集电结。三个极分别叫做基极、发射极和集电极。 PNP 型晶体管型晶体管 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.21.4.2三极管中的电流分配关系三极管中的电流分配关系 三极管的各极电流之间有一定的规律。 晶体管电流放大的实验电路晶体管电流放大的实验电路 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.21.4.2三极管中的电流分配关系三极管中的电流分配关系 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.21.4.2三极管中的电流分配关系三极管中的电流分配关系 两种管型的三极管工作在放大区时各极的电位和电流关系。 电流方向和各极极性电流方向和各极极性 1.4半导体三

26、极管半导体三极管 1.4.31.4.3三极管的伏安特性三极管的伏安特性 1. 三极管的输入伏安特性 当集电极和发射极之间的电压UBE保持 不变，改变基极和发射极之间的电压UBE时， 基极中的电流就会发生变化。这个关系用 曲线表示出来，就叫做三极管的输入伏安 特性（共发射极接法）。 晶体管输入特性曲线晶体管输入特性曲线 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.31.4.3三极管的伏安特性三极管的伏安特性 可以分两种情况讨论： (1) 当UCE=0时，相当于集电极和发射极短路，此时的三极管相当于发射结和集 电结两个二极管正向并联，IB和UBE的关系就和二极管的伏安特性类似。 (2) 当UCE增大时

27、，输入特性曲线向右移动，表示出UCE对输入特性有影响，但是 当UCE大于一定值（一般当UCE1V后），曲线将趋于重合，所以我们只研究其中的一 条曲线即可。 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.31.4.3三极管的伏安特性三极管的伏安特性 2. 三极管的输出伏安特性 基极电流IB保持不变,改变集电极和发射 极之间的电压UCE,集电极电流IC将随之变化, 两者之间的关系是一条曲线。当基极电流IB 取不同的值时,可以得到不同的曲线，所以三 极管的输出伏安特性是一族曲线。 晶体管输出特性曲线晶体管输出特性曲线 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.31.4.3三极管的伏安特性三极管的伏安特性 放

28、大区 输出特性曲线近似于水平的 部分是放大区。 截止区 在基极电流IB=0所对应的曲 线下方的区域是截止区。 饱和区 饱和区是对应于UCE较小 （此时UCEUBE）的区域。 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数 2. 三极管极间反向电流 (1) 反向饱和电流 ICBO 当发射极开路时，集电极和基极之间的反向电流叫做反向饱和电流，是由少数 载流子形成的。这个参数受温度的影响较大。

29、硅三极管的反向饱和电流要远远小于 锗三极管的反向饱和电流，其数量级在微安和毫安之间，这个值越小越好。 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数 (2)穿透电流 ICEO 当基极开路时，由集电区穿过基区流入发射区的电流叫做穿透电流，也是由少 数载流子形成的。在数量上，穿透电流和反向饱和电流有下列关系： 尽管反向饱和电流 ICBO的值很小，但穿透电流ICEO的值却不容忽视。在考虑到这 个因素时，三极管工作在放大区时集电极电流的表达式就变成： CBOCEO II)1 ( CEOBC III 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参

30、数三极管的主要参数 3. 三极管的极限参数 (1) 集电极最大允许电流 ICM 三极管工作在放大区时，若集电极电流超过一定值时，其电流放大系数就会下 降。三极管的 值下降到正常值三分之二时的集电极电流，叫做三极管的集电极最大 允许电流，用ICM来表示。集电极电流超过ICM时，不一定会引起三极管的损坏，但放 大倍数的差别过大，这是工作在放大区的三极管所不允许的。 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数 (2) 集电极和发射极反向击穿电压 U(BR)CEO 当基极开路时，加于集电极和发射极之间的能使三极管击穿的电压值，一般为 几十伏到几百伏以上，视三极

31、管的型号而定。选择三极管时，要保证U(BR)CEO大于工 作电压 两倍以上，这样才有一定的安全系数。 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数 (3) 发射极和基极反向击穿电压 U(BR)CEO 当集电极开路时，在发射极和基极之间所允许施加的最高反向电压，一般为几 伏到几十伏，视三极管的型号而定。选择三极管时，要保证U(BR)CEO大于工作电压 的 两倍以上。 1.4半导体三极管半导体三极管 1.4.41.4.4三极管的主要参数三极管的主要参数 (4) 集电极最大允许功耗 三极管工作于放大区时，其集电结上的 电压是比较大的。当有集电极电流IC流过时，

32、 半导体管芯就会产生热量，致使集电结的温 度上升。三极管在实用时，保证UECICUGS(th)时才能形成导电沟道。 N沟道耗尽型绝缘栅型场效应晶体管的特性沟道耗尽型绝缘栅型场效应晶体管的特性 1.5场效应晶体管场效应晶体管 1.5.11.5.1绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管 N沟道耗尽型管的转移特性曲线和漏极特性曲线。 N沟道耗尽型的特性沟道耗尽型的特性 1.5场效应晶体管场效应晶体管 1.5.21.5.2结型场效应管结型场效应管 1. 结型场效应管的结构 结型场效应管分成N沟道和P沟道两种类型。N沟道结型场效应管的结构和符号。 结型场效应晶体管的结构及符号结型场效应晶体管的结构及符号 1.

33、5场效应晶体管场效应晶体管 1.5.21.5.2结型场效应管结型场效应管 2.结型场效应管的基本工作原理 N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同。 UDS=0时，栅源电压时，栅源电压UGS对导电沟道影响对导电沟道影响 1.5场效应晶体管场效应晶体管 1.5.21.5.2结型场效应管结型场效应管 3.特性曲线 栅源电压对漏极电流的控制关系用转移特性曲线表示出来。N沟道结型场效应管 的输出特性。 N 沟道结型场效应晶体管的转移特性沟道结型场效应晶体管的转移特性N 沟道结型场效应晶体管的输出特性沟道结型场效应晶体管的输出特性 1.5场效应晶体管场效应晶体管 1.5.31.5.3场效应管与三极管

34、的比较场效应管与三极管的比较 1. 场效应管与三极管各自的特点比较表 1.5场效应晶体管场效应晶体管 1.5.31.5.3场效应管与三极管的比较场效应管与三极管的比较 总结起来, 场效应管与三极管的特点有如下几点： (1)场效应管是电压控制型元件，三极管是电流控制型元件。 (2)场效应管的输入电阻很高，三极管的输入电阻比较小，分别适合于不同 的信号源。 (3)场效应管的温度稳定性好，三极管的温度稳定性差。这是因为场效应管 靠多子导电，管中运动的只是一种极性的载流子；三极管既用多子导电，又有少 子参与导电。 (4)场效应管的制造工艺简单，便于集成化，适合制造大规模集成电路。而 三极管受制造工艺和

35、热损耗大的影响，在集成度方面受到限制。 1.5场效应晶体管场效应晶体管 2.使用场效应管时的注意事项 (1)缘栅型场效应管的输入电阻极高，使得栅极的感应电荷不易释放，又因极间 电容很小，故容易造成电压过高使绝缘栅击穿。所以在保管MOS管时，要将三个极 短接； (2)焊接时，电烙铁的外壳要接地；测试时，测量仪器也要接地，要先接好电路 再去除电极之间的短接。测试结束后，要先短接电极再撤除仪器。 (3)有些场效应管的漏极和源极不可以互换，因为衬底已经和源极连在一起，这 从管子的引脚数目可加以区分。 1.5.31.5.3场效应管与三极管的比较场效应管与三极管的比较 1.5场效应晶体管场效应晶体管 1.

36、5.4 1.5.4 场效应管的主要参数场效应管的主要参数 夹断电压UGS(off)或开启电压UGS(th)1零偏漏极电流IDSS2 漏极和源极击穿电压U(BR)DS3栅源击穿电压U(BR)GS4 直流输入电阻RGS5漏极最大耗散功率PDM6 跨导gm7 1.6集成电路集成电路 1.6.11.6.1集成电路的类型集成电路的类型 集成电路按功能可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类；按其制作工艺可 分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路和混合集成电路等；按其集成 度可分为小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超大 规模集成电路(VLSI)，它表示了在

37、一个硅基片上所制造的元器件的数目。 集成电路的封装形式有晶体管式封装、扁平封装和直插式封装。其外形请参见 半导体手册。集成电路的管脚排列次序有一定的规律，一般是从外壳顶部向下看， 从左下脚按逆时针方向读数，其中第一脚附近一般有参考标志，如凹槽、色点等。 1.6集成电路集成电路 1.6.11.6.1集成电路的类型集成电路的类型 1.模拟集成电路 (1)模拟集成电路的分类、特点和结构 模拟集成电路按用途可分为运算放大器、直流稳压器、功率放大器和电压比较 器等。 (2)片状集成电路简介 为实现电子产品的体积微型化，近年来电子元器件向小、轻、薄的方向发展， 人们发明了表面安装技术，即SMT(Surfa

38、ce Mount Technology)。 1.6集成电路集成电路 1.6.11.6.1集成电路的类型集成电路的类型 2.数字集成电路 (1) 数字集成电路的类型 数字集成电路按结构不同可分为双极型和单极型电路。其中双极型电路有DTL、 TTL、ECL、HTL等多种；单极型电路有JFET、NMOS、PMOS、CMOS等四种。 (2) TTL集成电路 TTL集成电路是用双极型晶体管为基本元件集成在一块硅片上制成的，其品种、产量 最多，应用也最广泛。 1.6集成电路集成电路 1.6.11.6.1集成电路的类型集成电路的类型 2.数字集成电路 (3) CMOS集成电路 CMOS集成电路以单极型晶体管

39、为基本元件制成，其发展迅速，主要是因为它具 有功耗低、速度快、工作电源电压范围宽、抗干扰能力强、输入阻抗高、扇出能力 强、温度稳定性好及成本低等优点，尤其是它的制造工艺非常简单，为大批量生产 提供了方便。CMOS集成电路有三种封装方式：陶瓷扁平封装；陶瓷双列直插封装； 塑料双列直插封装。 1.6集成电路集成电路 1.6.2 1.6.2 集成电路的型号命名法集成电路的型号命名法 1.7直流稳压电源电路直流稳压电源电路 1.7.11.7.1直流稳压电源的组成和技术指标直流稳压电源的组成和技术指标 1. 直流稳压电源的组成 直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成 1.7直流稳压电源电路直流稳压电源电路 1.