第1章电路元器件及其基本定律2013下

1、电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术发电、输电与配电的电力系统发电、输电与配电的电力系统计算机、通讯等用的计算机、通讯等用的 电子电路电子电路可见，实际电路结构繁简差别甚大，而作用也各不相同。可见，实际电路结构繁简差别甚大，而作用也各不相同。 电路是电流的通路，是为了某种需要用电工设备或电路元件电路是电流的通路，是为了某种需要用电工设备或电路元件按一定方式组合而成。各种电路如下：按一定方式组合而成。各种电路如下： 电工电子技术电工电子技术放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线电工电子技术电工电子

2、技术电源电源: 提供提供电能的装置电能的装置负载负载: 取用取用电能的装置电能的装置中间环节：中间环节：传递、分传递、分配和控制电能的作用配和控制电能的作用发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线电工电子技术电工电子技术直流电源直流电源: 提供能源提供能源信号处理：信号处理：放大、调谐、检波等放大、调谐、检波等负载负载信号源信号源: 提供信息提供信息放放大大器器扬声器扬声器话筒话筒 电源或信号源的电压或电流称为电源或信号源的电压或电流称为激励激励，它推动电路，它推动电路工作；由激励所产生的电压和电流称为工作；由激励所产生的电压和电流称为响应

3、响应。电工电子技术电工电子技术手电筒的电路模型手电筒的电路模型 将实际的电路元件，用足以反映其电磁性质的理想将实际的电路元件，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，就构成电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，就构成与实际电路相对应的电路模型。与实际电路相对应的电路模型。R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 手电筒由电池、灯手电筒由电池、灯泡、开关和筒体组成。泡、开关和筒体组成。电工电子技术电工电子技术R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关 电池电池是电源元件，其参是电源元件，其参数为电动势数为电动势 E 和内阻和内阻Ro； 灯泡灯泡主要具

4、有消耗电能主要具有消耗电能的性质，是电阻元件，的性质，是电阻元件，其参数为电阻其参数为电阻R； 筒体筒体用来连接电池和灯用来连接电池和灯泡，其电阻忽略不计，认泡，其电阻忽略不计，认为是无电阻的理想导体。为是无电阻的理想导体。 开关开关用来控制电路的通断用来控制电路的通断电工电子技术电工电子技术 dwu tdq dtdtu从磁场的观点，数值上等于磁通的变化率，即从磁场的观点，数值上等于磁通的变化率，即单位单位 kV 、V、mV、V 从电场的观点：数值上等于电场力驱使单位正从电场的观点：数值上等于电场力驱使单位正电荷从一点移动到另一点时所作的功，即电荷从一点移动到另一点时所作的功，即 电工电子技术

5、电工电子技术( )dqi tdt Wdwp tdt瓦特（） dqdqdtdwtpdtdqdqdw( ) ( )u t i t( )i tI 单位时间内电路消耗（或吸收）的能量单位时间内电路消耗（或吸收）的能量( )p tP 单位时间内通过导体横截面的电量单位时间内通过导体横截面的电量直流电直流电PUIkA 、A、mA、A电工电子技术电工电子技术电流：电流：Uab 双下标双下标电压：电压：IE+_ 分析与计算电路时，对物理量任意假定的方向。分析与计算电路时，对物理量任意假定的方向。Iab 双下标双下标aRb箭箭 标标abRI正负极性正负极性+abU U+_ 反映物理量物理意义的方向反映物理量物理

6、意义的方向物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E( (电位升高的方向电位升高的方向) )电压电压 U( (电位降低的方向电位降低的方向) )高电位高电位 低电位低电位低电位低电位 高电位高电位电工电子技术电工电子技术实际方向与参考方向实际方向与参考方向一致一致，电流，电流(或电压或电压)值为值为正值正值；实际方向与参考方向实际方向与参考方向相反相反，电流，电流(或电压或电压)值为值为负值负值。注意：注意：在参考方向选定后，电流在参考方向选定后，电流 ( 或电压或电压 ) 值才有正负之分。值才有正负之分。 若若 I = 5A，则电流从则电流从

7、 a 流向流向 b；例：例：若若 I = 5A，则电流从，则电流从 b 流向流向 a 。abRIabRU+若若 U = 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 a 指向指向 b；若若 U= 5V，则电压的实际方向从，则电压的实际方向从 b 指向指向 a 。电工电子技术电工电子技术（2 2）从能量的观点分类：）从能量的观点分类：（3 3）根据数学模型分类：）根据数学模型分类： 电路的基本元件电路的基本元件（1 1）从端钮数目分类：）从端钮数目分类： 基本元件的分类基本元件的分类电工电子技术电工电子技术 有源元件有源元件（电源）（电源）无源元件无源元件电阻元件电阻元件电容元件电容元件电感元件

8、电感元件独立电源独立电源受控电源受控电源 电动势源（电动势源（电势源电势源）电激流源电激流源（电激流）（电激流）电压控制电压源电压控制电压源电压控制电流源电压控制电流源电流控制电压源电流控制电压源电流控制电流源电流控制电流源基基本本元元件件 电路的基本元件电路的基本元件基本元件的分类基本元件的分类电工电子技术电工电子技术数学模型数学模型伏安特性伏安特性u = =- -e 或或 u = = uSusui0电路符号电路符号-uSui-+e 电路的基本元件电路的基本元件电工电子技术电工电子技术 电路的基本元件电路的基本元件 当当e(t)=E为常数时电源称为恒定电动势，如图示。若为常数时电源称为恒定电

9、动势，如图示。若e(t)按按某种确定函数规律（如正弦）变化时则称为交变电动势，如某种确定函数规律（如正弦）变化时则称为交变电动势，如图示。图示。 恒定电势恒定电势e 0tE 交变电势交变电势e 0tT电工电子技术电工电子技术 电路的基本元件电路的基本元件 iSu+-ui0i iS S数学模型数学模型sii伏安特性伏安特性电路符号电路符号电工电子技术电工电子技术 恒定电激流恒定电激流is 0tIS 交变电激流交变电激流is 0tT 电路的基本元件电路的基本元件电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术 电路的基本元件电路的基本元件0ui电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术q=C

10、u （C=tg）dtduCdtdqdtduCi idtdq0qu 电路的基本元件电路的基本元件电工电子技术电工电子技术duiCdt 电路的基本元件电路的基本元件电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术dtdiLdtddtdiLu udtd电工电子技术电工电子技术diuLdt电工电子技术电工电子技术 电路的基本元件电路的基本元件电工电子技术电工电子技术 电路的基本元件电路的基本元件电工电子技术电工电子技术CCVSCCVSiku+-+-rikVCCSVCCSuk+-guku+-CCCSCCCSiku+-ikVCVSVCVSu+-+- ukuk+- 电路的基本元件电路的基本元件电工电子技术电

11、工电子技术 电路的基本元件电路的基本元件kurikuuskiguskii电工电子技术电工电子技术支路：支路：电路中的每一个分支。电路中的每一个分支。 一条支路流过一个电流，称为支路电流。一条支路流过一个电流，称为支路电流。三条或三条以上支路的联接点三条或三条以上支路的联接点。由支路组成的闭合路径由支路组成的闭合路径。内部不含支路的回路。内部不含支路的回路。I1I2I3ba+ +- -E2R2+ +-R3R1E11 12 23 3 电路基本定律电路基本定律电工电子技术电工电子技术 电路基本定律电路基本定律电工电子技术电工电子技术在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。在任一瞬间，流向

12、任一结点的电流等于流出该结点的电流。 实质实质: 或或: = 0I1I2I3ba+ +- -E2R2+ +-R3R1E1对结点对结点 a：I1+I2 = I3或或 I1+I2I3= 0 电路基本定律电路基本定律电工电子技术电工电子技术I =?例例:广义结点广义结点I = 0IA + IB + IC = 0ABCIAIBIC2 +_+_I5 1 1 5 6V12V 电路基本定律电路基本定律电工电子技术电工电子技术2应用应用 u = e 项前符号的确定：项前符号的确定： 1列方程前标注列方程前标注回路的绕行方向回路的绕行方向；注意：注意：即：即： u = e 1列方程前先指定列方程前先指定各电流的

13、参考方向各电流的参考方向 电路基本定律电路基本定律电工电子技术电工电子技术对回路对回路1：对回路对回路2：I1 R1 +I3 R3 = E1 I2 R2+I3 R3 = E2 I1I2I3ba+ +- -E2R2+ +-R3R1E11 12 2 电路基本定律电路基本定律电工电子技术电工电子技术 U = 0 I2R2 + UBE = E2 开口电压的处理开口电压的处理1 1对回路对回路1：E1UBEE+B+R1+E2R2I2_开口电压按回路处理开口电压按回路处理 电路基本定律电路基本定律电工电子技术电工电子技术对网孔对网孔abda：对网孔对网孔acba：对网孔对网孔bcdb：R6I6 R6 I3

14、 R3 +I1 R1 = 0I2 R2 I4 R4 I6 R6 = 0I4 R4 + I3 R3 = ES对回路对回路 adbca，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行： I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 I2 R2 = 0应用应用 u = e列方程列方程对回路对回路 cadc，沿逆时针方向循行，沿逆时针方向循行： I2 R2 I1 R1 = ESadbcES+R3R4R1R2I2I4I6I1I3I电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化1112RuuRR+2212RuuRR+1nkkRR电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化 2112Ri

15、iRR+1212RiiRR+1nkkGG电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化111nkkCC1nkkCC电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化111nkkLL1nkkLL电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化CBADR1、R2 2、R3 3 为三角形联接为三角形联接R3、R4 4、R5 5 为三角形联接为三角形联接R1、R3 3、R4 4 为星形联接为星形联接R2、R3 3、R5 5 为星形联接为星形联接电工电子技术电工电子技术bcRaRcRba 元件连接及等效简化元件连接及等效简化Y形网络形网络形网络形网络三端网络三端

16、网络电工电子技术电工电子技术bcRaRcRba 元件连接及等效简化元件连接及等效简化电工电子技术电工电子技术ababcababcbcabbaaccaabbc/()/()/()RRRRRRRRRRRRRRR+CbCRaRcRba 元件连接及等效简化元件连接及等效简化电工电子技术电工电子技术baccbbacaaaccbbabccccbbaabRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRa+ + + + + + + + + cabcabbccaccabcababbcbcabcabcaabaRRRRRRRRRRRRRRRRRR+ + + + + + + + + Y Y a等效变换等效变换bcRaR

17、cRb 元件连接及等效简化元件连接及等效简化电工电子技术电工电子技术bcRaRcRba 元件连接及等效简化元件连接及等效简化电工电子技术电工电子技术例例1：12由图：由图：R12=2.68 12CD12电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化-+uiuS2-+uS1-+-+-uuS1nsskkuu电动势源并联时必须满足电压相等，极性相同。电动势源并联时必须满足电压相等，极性相同。等效等效电动势源等于并联电动势源中的任意一个电动势源等于并联电动势源中的任意一个 。等效电动势源的电压等于等效电动势源的电压等于各电动势源电压的代数和各电动势源电压的代数和 极性与等效电压极性与等

18、效电压us相同者相同者取正，相反则取负号。取正，相反则取负号。电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化1nsskkii电激流源串联时必须满足电流相等，极性相同。电激流源串联时必须满足电流相等，极性相同。等效等效电激流源等于串联电激流源中的任意一个电激流源等于串联电激流源中的任意一个 。等效电激流源的电流等于等效电激流源的电流等于各电激流源电流的代数和各电激流源电流的代数和 iS2+-uiS1iS+-u参考方向与等效电激流源参考方向与等效电激流源is相同者取正，相反取符号。相同者取正，相反取符号。电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化（1）与理想电压

19、源并联的元件，等效变换时是多余的。）与理想电压源并联的元件，等效变换时是多余的。（2 2）与理想电流源串联的元件，等效变换时是多余的。）与理想电流源串联的元件，等效变换时是多余的。-uS-+uiS-+uS-+-uRuS-+-uusiSu+-RiSu+iS+-u电工电子技术电工电子技术uSRui-+-RiSui +- 元件连接及等效简化元件连接及等效简化电工电子技术电工电子技术uSiSui00RuiiS-或iRuuS0-0Rtg- 元件连接及等效简化元件连接及等效简化 电工电子技术电工电子技术 元件连接及等效简化元件连接及等效简化iRuuS0-0SuiiR-电工电子技术电工电子技术 元件连接及等

20、效简化元件连接及等效简化00RuiiRuSSSS电工电子技术电工电子技术 注意事项：注意事项：电工电子技术电工电子技术0理想电压源理想电压源 元件连接及等效简化元件连接及等效简化理想电流源理想电流源电工电子技术电工电子技术 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术共价健共价健 Si Si Si Si价电子价电子 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术 Si Si Si Si价电子价电子这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。空穴空穴自由电子自由电子电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术 Si Si Si Si磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为自

21、由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子p+多多余余电电子子 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术多子的扩散运动多子的扩散运动内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动浓度差浓度差 扩散的结果使空扩散的结果使空间电荷区变宽。间电荷区变宽。空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 +形成空间电荷区形成空间电荷区 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF内电场内电场PN+ 半导体二极管半导体

22、二极管电工电子技术电工电子技术 半导体二极管半导体二极管 P接负、接负、N接正接正 +IR 内电场被加内电场被加强，少子的漂强，少子的漂移加强，由于移加强，由于少子数量很少，少子数量很少，形成很小的反形成很小的反向电流。向电流。电工电子技术电工电子技术ui死区死区反向反向正向正向UBRURWMI0M导通区导通区硅硅0.60.8V锗锗0.20.3V锗锗0.1V硅硅0.5V正向特性：正向特性： 齐纳击穿齐纳击穿雪崩击穿雪崩击穿IS死区电压死区电压导通电压导通电压热击穿（热击穿（破坏性破坏性） 反向饱和电流反向饱和电流I Is s反向特性：反向特性： 击穿电压击穿电压 U U（BRBR） 电击穿（电

23、击穿（可逆可逆） 反向击穿反向击穿击穿区击穿区饱和区饱和区 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术 半导体二极管半导体二极管 所谓电容，存储电荷的容器。电容效应则表现为，电所谓电容，存储电荷的容器。电容效应则表现为，电容上的电压变化时，电容器存储电荷的增减，即电容器容上的电压变化时，电容器存储电荷的增减，即电容器的充放电过程。的充放电过程。 PNPN结的电容效应，可从两个方面来理解：结的电容效应，可从两个方面来理解：PNPN结是一结是一个空间电荷区，相当于一个充电的平板电容器，此电容个空间电荷区，相当于一个充电的平板电容器，此电容称称结电容结电容，当当PNPN结加正向偏置电压时，多数

24、载流子要进结加正向偏置电压时，多数载流子要进行扩散运动，于是将引起电荷的变化，此等效电容称为行扩散运动，于是将引起电荷的变化，此等效电容称为扩散电容扩散电容。 当当PNPN结偏置电压改变时，空间电荷也随之改变。因此，结偏置电压改变时，空间电荷也随之改变。因此，PNPN结有电容效应。结有电容效应。电工电子技术电工电子技术半导体二极管半导体二极管半导体二极管是由一个半导体二极管是由一个PNPN结构成的二端元件。一端叫结构成的二端元件。一端叫阳阳极极，一端叫，一端叫阴极阴极。 半导体二极管半导体二极管阴极阴极阳极阳极 电路符号电路符号D电工电子技术电工电子技术 半导体二极管半导体二极管金属触丝金属触

25、丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型电工电子技术电工电子技术ISuiUR 二极管是一种非线性元件，其特性就是二极管是一种非线性元件，其特性就是PNPN结结的特性，而电流的特性，而电流i iD D与两端的电压与两端的电压u uD D 的关系近似为：的关系近似为：）（1-TDVuSDeIiIS反向饱和电流；反向饱和电流； VT温

26、度的电压当量，当常温温度的电压当量，当常温（ T=300K =300K ）时，）时，VT=26mV=26mV。 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术 半导体二极管半导体二极管QQsiuR 静态电阻静态电阻RS动态电阻动态电阻Rd 01limtgdiuduRidi uQi uQiQu0iu0i 忽略正向导通压降和电阻，二极管相当短路；忽略正向导通压降和电阻，二极管相当短路； 二极管反向截止时忽略反向饱和电流，反向电二极管反向截止时忽略反向饱和电流，反向电 阻无穷大，二极管相当开路路。阻无穷大，二极管相当开路路。理想二极管理想二极管二极

27、管的电阻参数二极管的电阻参数电工电子技术电工电子技术UZIZIZM UZ IZUIO 半导体二极管半导体二极管稳压管的外形稳压管的外形电路符号电路符号电工电子技术电工电子技术ZZ ZIUr 半导体二极管半导体二极管电工电子技术电工电子技术NNPBECBECIBIEICBECIBIEIC 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术EEBRBRC 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术ICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEIC

28、BOBCCBOBCBOCBECEIIIIIIII + +- - BC CEO III ，有有忽忽略略 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术 所谓三极管的连接，就是将三极管接成二端口网络，即所谓三极管的连接，就是将三极管接成二端口网络，即将三极管的任意一个电极作为输入与输出的公共端，另外两将三极管的任意一个电极作为输入与输出的公共端，另外两个电极分别置于输入回路和输出回路。个电极分别置于输入回路和输出回路。b bc ce ee e共射极（共射极（CE）b bb bc ce e共基极（共基极（CB）b be ec cc c共集电极（共集电极（CC） 根据公共端的不同，三极管的连接有三种

29、组态，即根据公共端的不同，三极管的连接有三种组态，即 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术共发射极电路共发射极电路输入回路输入回路输出回路输出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+ 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术常常数数 CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术40 A60 A80 A100 AIB=020 A常常数数 B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术O常常数数

30、 B)(CECIUfI 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术O常常数数 B)(CECIUfI 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术 BCII_ BCII 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术53704051BC.II 400400605132BC - - - .II 电工电子技术电工电子技术ICBO A+EC AICEOIB=0+ 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术ICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区ICUCEO 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术)mA()mV(26)1()

31、(200EbeIr+ + + O 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术ibicicBCEib ib简化小信号模型简化小信号模型ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间可之间可用用rbe等效代替。等效代替。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一受控之间可用一受控电流源电流源ic= ib等效代替。等效代替。 双极型晶体管双极型晶体管电工电子技术电工电子技术 场效应管是利用电场效应来控制电流的一种半导场效应管是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，即是体器件，即是。它的输出电流决定于。它的输出电流决定于输入电压的大小，

32、基本上不需要信号源提供电流，输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的所以它的输入电阻高，且温度稳定性好。输入电阻高，且温度稳定性好。按结构不同按结构不同场效应管有两种场效应管有两种: :本节以绝缘栅型场效应管为例进行介绍本节以绝缘栅型场效应管为例进行介绍按工作状态可分为：按工作状态可分为：每类每类又有又有和和之分之分 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术漏极漏极D金属电极金属电极栅极栅极G源极源极SSiO2绝缘层绝缘层P P型硅衬底型硅衬底 高掺杂高掺杂N区区 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术GSD 由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输

33、入电阻很由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达高，最高可达1014 。漏极漏极D金属电极金属电极栅极栅极G源极源极SSiO2绝缘层绝缘层P P型硅衬底型硅衬底 高掺杂高掺杂N区区 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术EGP型硅衬底型硅衬底N+N+GSD+UGSED+ 由结构图可见由结构图可见，N+型漏区和型漏区和N+型源区之间被型源区之间被P型衬底隔开，型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的漏极和源极之间是两个背靠背的PN结结。 当栅源电压当栅源电压UGS = 0 时时，不管漏极和源极之间所加电不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一压的极性如

34、何，其中总有一个个PN结是反向偏置的，反向结是反向偏置的，反向电阻很高，电阻很高，漏极电流近似为漏极电流近似为零零。SD 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术EGP型硅衬底型硅衬底N+N+GSD+UGSED+ 当当UGS 0 时，时，P P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；层，填补空穴形成负离子的耗尽层；N型导电沟道型导电沟道 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术EGP型硅衬底型硅衬底N+N+GSD+UGSED+N型导电沟道型导电沟道在一定的在一定的UDS下下漏极电流漏极电流ID的的大

35、小与栅源电压大小与栅源电压UGS有关。有关。所以，场效应管是一种电压所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。控制电流的器件。 在一定的漏在一定的漏源电压源电压UDS下，使管子由不导通变下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压为导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(thth）。 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术有导电沟道有导电沟道无导电沟道无导电沟道UGS/ 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管DSDGSUif u常数（）2GS(th)GSD0D1)-(UUII 电工电子技术电工电子技术ID/mAUDS/Vo oUGS= 1VUGS= 2VUGS= 3VUGS=

36、4V 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管常数）（GSUDSDufi电工电子技术电工电子技术N型衬底型衬底P+P+GSD符号：符号：结构结构SiO2绝缘层绝缘层加电压才形成加电压才形成 P型导电沟道型导电沟道 增强型场效应管只有当增强型场效应管只有当时才形成导电沟道。时才形成导电沟道。 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术GSD符号：符号：SiO2绝缘层中绝缘层中掺有正离子掺有正离子预埋了预埋了N型型 导电沟道导电沟道 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术 由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在UGS= 0时，时，若

37、漏若漏源之间加上一定的电压源之间加上一定的电压UDS，也会有漏极电流，也会有漏极电流 ID 产生。产生。 当当UGS达到一定达到一定负值时，负值时，N型导电沟道消失，型导电沟道消失，ID= 0，称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的UGS称为夹断电压，用称为夹断电压，用UGS(off(off）表示。表示。 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术夹断电压夹断电压 在在MOS管管的的UGS= 0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。能夹断。 UGS(off)转移特性曲线转移特性曲线0ID/

38、mA UGS /V-1-2-34812161 2U DSUGS=0UGS0漏极特性曲线漏极特性曲线0ID/mA16 201248121648IDSS2GS(OFF)GSDSSD)1 (UUII- - 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术符号：符号：GSD予埋了予埋了P P型型 导电沟道导电沟道SiO2绝缘层中绝缘层中掺有负离子掺有负离子 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术GSDGSDN沟道沟道GSDGSDP沟道沟道电工电子技术电工电子技术DSGSm UDUIg 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术dIoUgsUmgsg U可见场效应管属于电压控制器件。可见场效应管属于电压控制器件。 由于栅源间绝缘，由于栅源间绝缘，rGS=；由于输出特性的恒流特性，由于输出特性的恒流特性，漏源间为受漏源间为受uGS控制的电流源，控制的电流源，即即 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管电工电子技术电工电子技术20020 mA/V51m g421010 1471010 对应电极对应电极 BEC GSD电工电子技术电工电子技术 半导体光电器件半导体光电器件 基本结构：基本结构：是一个是一个PN结，它的管壳上设置结，它的管壳上设置有一个光