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文档简介
1、从零开始学习电子(dinz)技术魔力(ml)创造美共一百一十页工具(gngj)常用工具如何(rh)使用共一百一十页常用(chn yn)的工具有:烙铁、焊锡丝松香、助焊剂镊子(ni zi)、偏口钳吸锡器高温海绵万用表螺丝刀胶枪共一百一十页电烙铁:共一百一十页如何使用:新的电烙铁不能拿来就用,需要先在烙铁头镀上一层焊锡。方法是:用锉刀把烙铁头锉干净,插上电源,在温度渐渐升高的时候,将烙铁头放在松香上;待松香冒烟,烙铁头能够熔化焊锡的时候,把烙铁头放在有少量松香和焊锡的砂纸上研磨、各个面都要磨到,这样就可使烙铁头镀上一层焊锡。 烙铁头发生氧化后会造成电烙铁热度不够和沾焊锡困难。所以不用(byng)烙
2、铁时不要总是给它供电,要及时断电。 共一百一十页焊锡丝共一百一十页焊锡丝内一般都含有助焊的松香,不用专门加助焊剂。焊锡丝使用约60%的锡和40%的铅合成,熔点较低,长期(chngq)使用对人体有害,所以使用时要注意通风。共一百一十页松香(sngxing)、助焊剂共一百一十页松香是松树树干内部流出的油经高温熔化成水状,干结后变成块状固体(没有固定熔点),其颜色焦黄深红,主要应用在电子电路焊接时的助焊剂,在乐器方面主要用来擦磨乐器的琴弦使其起到发涩的作用。由于金属表面同空气接触后都会生成一层氧化膜,温度越高,氧化越厉害。这层氧化膜阻止液态焊锡对金属的湿润作用,犹如玻璃上沾上油就会使水不能湿润一样。
3、焊剂就是用于清除氧化膜的一种(y zhn)专用材料,又称助焊剂。 共一百一十页助焊剂有三大作用(zuyng): 1.除氧化膜。实质是助焊剂中的物质发生还原(hun yun)反应,从而除去氧化膜,反应生成物变成悬浮的渣,漂浮在焊料表面。 2.防止氧化。其熔化后,漂浮在焊料表面,形成隔离层,因而防止了焊接面的氧化。 3.减小表面张力。增加焊锡流动性,有助于焊锡湿润焊件。 共一百一十页镊子(ni zi)共一百一十页偏口钳用于剪切细小的导线(doxin)及焊后的线头 共一百一十页吸锡器共一百一十页在电路检修时,经常需要从印刷电路板上拆卸集成电路,由于集成电路引脚多又密集,拆卸起来很困难,有时还会损害(
4、snhi)集成电路及电路板。使用吸锡器来拆集成块,拆元件既方便还不易损坏电路板,这是一种常用的专业方法,待焊点锡融化后,移开电烙铁的同时,迅速把吸锡器咀贴上焊点,并按动吸锡器按钮,焊锡即被吸入吸锡器内,一次吸不干净,可重复操作多次。全部引脚的焊锡吸完后集成块即可拿掉。共一百一十页吸锡器,对于新手来说十分实用,初次使用电烙铁总是容易将焊锡弄得到处都是,吸焊器则可以帮你把电路板上多余的焊锡处理掉。吸锡器吸嘴可以靠近烙铁不必担心融化,因为那是高耐热的材质,即使(jsh)因使用频繁而破损,也可以轻易更换吸咀。共一百一十页高温(gown)海绵:共一百一十页高温(gown)海绵也可以叫耐高温清洁棉,用于清
5、洁使用中的高温烙铁头。使用方法:首先用水浸泡清洁棉,然后捞出挤掉多余的水分,再拿使用中的高温的烙铁头在上面蹭,可以将上面的污物和氧化层清除,使你的烙铁头变得光亮如初。另外,它主要(zhyo)是针对那种合金的长寿命烙铁头的,那种普通的铜的烙铁头使用后发黑的那种不要用这个,没有任何用。共一百一十页万用表共一百一十页万用表是用来测量交直流电压、电阻、直流电流等的仪表。是电工和无线电制作的必备工具。万用表有指针式和数字式两种,两种没什么本质上的区别,它们(t men)各有方便之处,很难说谁好谁坏,最好是能够备有指针和数字式的各一个。对于数字式的,红表笔要插入正极插口,黑表笔要插入负极插口,而指针式的则
6、相反。也就是说数字式万用表的红表笔代表正极,黑表笔代表负极,而指针式万用表的黑表笔代表正极,红表笔代表负极。共一百一十页螺丝刀共一百一十页使用(shyng)范围:适合拆解笔记本电脑、维修(wixi)手机等电视、电话、眼镜、CD.VCD.DVD机、通讯仪器、光学仪器.精密仪器等 ,非常实用。是维修爱好者理想的必备工具。共一百一十页胶枪、热熔胶棒共一百一十页热熔胶是一种固体胶,粘东西用,产品完全环保,固化时间快,适用范围广泛(gungfn)。使用方法是通过热熔胶枪加温熔化后打在需要粘结固定的地方,快速固化后起固定作用 。共一百一十页全国(qun u)电子专业人才考试主管单位:中华人民共和国工业和信
7、息化部主办单位:工业和信息化部人才交流中心考试科目:PCB设计 电子设计与开发 单片机设计与开发 考试对象(duxing):电子、通信、机电、自动化、信息工程、计算机等行业从业人员及大中专院校相关专业在校学生共一百一十页考试方式:全国统一大纲、统一命题、统一组织。一考双证,考试合格者颁发全国电子专业人才证书并可申领人力资源和社会保障部、工信部联合颁发的专业技术人才知识(zh shi)更新工程培训证书。全国电子专业人才证书由工信部人才交流中心颁发,可以准确的反映广大电子、通信、机电、自动化等专业的在校学生和技术人员从事该领域工作的水平,符合教育部“双证”要求,是对持证人员能力的认可和证明,更是在
8、电子信息技术行业进行能力考核、岗位聘用、任职、定级和晋升职务的重要依据。共一百一十页证书查询网站:工信部人才交流中心官方网站考试合格者将纳入国家信息专业人才库,增加就业竞争力和就业晋升机会。考试(kosh)收费:每科每人270元共一百一十页电子设计应学好(xu ho)的几本书电路数字电子(dinz)技术基础简明教程 模拟电子技术基础高频电子线路共一百一十页常用(chn yn)基本电子元器件电阻电容(dinrng)电感半导体器件 二极管、三极管、 场效应管(MOS管)共一百一十页电阻(dinz)共一百一十页共一百一十页基本单位(dnwi):欧姆()常用(chn yn)单位:千欧(K)兆欧(M)单
9、位换算:1M=103K 1K=103电路中符号:共一百一十页电阻(dinz)阻值识别方法:普通碳膜电阻分为四色环电阻跟五色环电阻两种,其中五色环电阻精密程度(chngd)更高。但不管四色环还是五色环我们都可以根据色环来读取其阻值及误差。黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白0123456789共一百一十页金 银 无色(w s)5% 10% 20%误差(wch):首先先判断色环第一位与最后一位 1 当色环有金色或银色环在一端时则银色或金色为最后一环,另一端为第一环。 2 当色环中与最后一环的颜色相同,则通过判断色环之间的距离来判断,即最后一环与前一环的距离比第一环与第二环之间的距离大。 有时候单
10、凭经验不一定能读对,还要借助一些工具,比如万用表等。共一百一十页 判断好最后一位并读出其误差后再从第一位开始读取色环颜色。如果是四色环电阻则先读出前两个色环数值为一组数,再读出第三个色环数值,第三个色环所代表的是10的几次方,最后用前两位乘以第三个色环的10的次方就是(jish)阻值。如:棕 红 红 金 其阻值为:12 X 102 = 1.2K 其误差为 5% 五色环电阻与四色环电阻读取方法基本一致,区别为前三位色环为一组数据作为式子的第一项如:红 红 黑 棕 金 其阻值为:220 X 101 = 2.2K 其误差为 5%共一百一十页贴片电阻阻值:读取电阻上注明的数字类似于四色环电阻的前三位或
11、五色(ws)环电阻的前四位,即没有误差那一位,计算方法都一样。如:104阻值为:10 X 104 = 100K共一百一十页电容(dinrng)共一百一十页共一百一十页基本单位:法拉(F)常用(chn yn)单位:微法(F) 皮法(pF)不常用单位:纳法(nF)换算关系:1F=106F 1F=106pF 1F=103nF 1nF=103pF共一百一十页电容(dinrng)分类:电解电容(有正负极之分)无极性电容(dinrng)(无正负极)根据有无极性根据材料:聚酯(涤纶)电容 云母电容 聚苯乙烯电容 高频瓷介电容 低频瓷介电容 独石电容 铝电解电容 钽电解电容 铌电解电容电路中符号:共一百一十页
12、容量(rngling)读取: 一般无极性电容的标注(bio zh)方法与贴片电阻的标注(bio zh)方法一致,如101,102,103等,如无单位标注(bio zh)则默认其单位为pF。早期的电容有的单位标注为nF,使用是要注意。 电解电容在外表面都有容量及单位标注,一般单位为F。 使用电容时要特别注意其耐压值,一定要在其耐压值范围内却要留有余量。 使用电解电容还应特别注意其正负极,如接反会使电容爆浆。 共一百一十页电感(din n)共一百一十页基本单位:亨利(H)常用单位:微亨(H)换算(hun sun)关系:1H=106H电路(dinl)中符号:共一百一十页感抗(n kn)读取:一般电感
13、都是直接标注,感抗、单位直接标注一般常用电感的单位是H。有一种比较(bjio)精密的色环电感一般用于仪器仪表的制作,其读法与色环电阻一样,单位是H共一百一十页1.1 半导体的基本知识 在物理学中,根据材料的导电能力,可以将他们划分导体(dot)、绝缘体和半导体(dot)。 典型的半导体是硅Si和锗Ge,它们都是4价元素。硅原子锗原子硅和锗最外层轨道上的四个电子(dinz)称为价电子。共一百一十页 硅原子空间排列及共价键结构平面示意图 (a) 硅晶体的空间排列 (b) 共价键结构平面示意图 (c) 共一百一十页本征半导体的共价键结构(jigu)束缚电子在绝对温度T=0K时,所有的价电子都紧紧束缚
14、在共价键中,不会成为自由电子,因此本征半导体的导电(dodin)能力接近绝缘体。一. 本征半导体本征半导体化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称为“九个9”。物理结构呈单晶体形态。共一百一十页 这一现象称为(chn wi)本征激发,也称热激发。 当温度升高或受到光的照射时,束缚电子能量增高,有的电子可以挣脱原子核的束缚,而参与导电(dodin),成为自由电子。自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4 自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位,称为空穴。空穴共一百一十页 电子空穴对的特点:(1)由本征激发成对产生 由复合运
15、动成对消失。(2)数量受温度影响(yngxing)。(3)动态平衡时,浓度一定 与本征激发相反(xingfn)的现象 复合常温300K时: 电子空穴对的浓度硅:锗:自由电子 +4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴电子空穴对共一百一十页自由电子(z yu din z):带负电荷 -逆电场运动 -电子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子 E总电流(dinli)载流子空穴:带正电荷- 顺电场运动 - 空穴流本征半导体的导电性取决于外加能量:温度变化,导电性变化;光照变化,导电性变化。导电机制:共一百一十页多余(duy)电子磷原子(yunz)硅原子多数载流子自由电子少数载流子 空穴+N型半
16、导体施主离子自由电子电子空穴对二. 杂质半导体在本征半导体中掺入微量特定元素的半导体称为杂质半导体。1. N型半导体(掺入五价杂质元素,例如磷,砷等)共一百一十页 在本征半导体中掺入三价杂质(zzh)元素,如硼、镓等。空穴(kn xu)硼原子硅原子多数载流子 空穴少数载流子自由电子P型半导体受主离子空穴电子空穴对2. P型半导体共一百一十页杂质(zzh)半导体的示意图+N型半导体多子(du z)电子少子空穴P型半导体多子空穴少子电子 少子浓度 本征激发产生,与温度有关多子浓度 掺杂产生,与温度无关共一百一十页内电场E因多子(du z)浓度差形成(xngchng)内电场多子的扩散空间电荷区 阻止
17、多子扩散,促使少子漂移。PN结合空间电荷区多子扩散电流少子漂移电流耗尽层三. PN结及其单向导电性 1 . PN结的形成 共一百一十页少子漂移补充耗尽层失去的多子,耗尽层窄,E多子扩散 又失去多子,耗尽层宽,E内电场E多子扩散电流少子漂移电流耗尽层动态平衡:扩散电流(dinli) 漂移电流(dinli)总电流(dinli)0势垒 UO硅 0.5V锗 0.1V共一百一十页2.PN结的单向(dn xin)导电性(1) 加正向电压(正偏)电源(dinyun)正极接P区,负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场耗尽层变窄扩散运动漂移运动多子扩散形成正向电流I F正向电流 动画演示4
18、共一百一十页(2) 加反向(fn xin)电压电源正极接N区,负极接P区 外电场的方向与内电场方向相同(xin tn)。 外电场加强内电场耗尽层变宽漂移运动扩散运动少子漂移形成反向电流I RPN 在一定的温度下,由本征激发产生的少子浓度是一定的,故IR基本上与外加反压的大小无关,所以称为反向饱和电流。但IR与温度有关。 动画演示5共一百一十页PN结的单向(dn xin)导电性:定义(dngy):加正向电压,简称正偏加反向电压,简称反偏 扩散 漂移 大的正向扩散电流(多子) 低电阻 正向导通 漂移 扩散 很小的反向漂移电流(少子) 高电阻 反向截止共一百一十页3.PN结的伏安(f n)特性曲线及
19、表达式 根据(gnj)理论推导,PN结的伏安特性曲线如图正偏IF(多子扩散)IR(少子漂移)反偏反向饱和电流反向击穿电压反向击穿共一百一十页1.2 半导体二极管 二极管 = PN结 + 管壳 + 引线(ynxin)NP结构(jigu):符号:阳极+阴极-共一百一十页分类(fn li):(1) 点接触型二极管 PN结面积(min j)小,结电容小,用于检波和变频等高频电路。共一百一十页(3) 平面(pngmin)型二极管 用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小,用于高频(o pn)整流和开关电路中。(2) 面接触型二极管 PN结面积大,用于低频大电流整流电路。共一百一十页半导体二极管的型号
20、(xngho)国家标准对半导体器件型号(xngho)的命名举例如下:2AP9用数字代表同类器件的不同规格。代表器件的类型,P为普通管,Z为整流管,K为开关管。代表器件的材料,A为N型Ge,B为P型Ge, C为N型Si, D为P型Si。2代表二极管,3代表三极管。共一百一十页共一百一十页共一百一十页二、二极管基本(jbn)电路及其分析方法例:IR10VE1kD非线性器件iuR线性器件共一百一十页图解(tji)分析法:例1 (a)图例:已知伏安(f n)特性,求UD、ID。线性线性: vD = UI - iD R非线性:非线性联立求解,可得VD、ID图解法直线与伏安特性的交点图解法关键画直线又称为
21、负载线vD = 0iD = VI /R=1mAvD = 1ViD =(VI -vD)/R=0.9mA静态工作点QVD0.7VID 0.95mA解共一百一十页等效电路(模型(mxng))分析法( 二极管U-I 特性(txng)的建模)UD = 0.7V(硅) UD = 0.2V(锗)Uth = 0.5V(硅) Uth = 0.1V(锗)(2) 恒压降模型(3) 折线模型 (1) 理想模型UD = 0V共一百一十页例:二极管构成(guchng)的限幅电路如图所示,R1k,UREF=2V,输入信号为ui。 (1)若 ui为4V的直流信号,分别采用理想二极管模型、理想二极管串联电压源模型计算电流I和输
22、出电压uo解:(1)采用(ciyng)理想模型分析。 采用理想二极管串联电压源模型分析。共一百一十页(2)如果ui为幅度4V的交流三角波,波形如图(b)所示,分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压(diny)源模型分析电路并画出相应的输出电压(diny)波形。解:采用(ciyng)理想二极管模型分析。波形如图所示。0-4V4Vuit2V2Vuot共一百一十页02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用(ciyng)理想二极管串联电压源模型分析,波形如图所示。共一百一十页三、 二极管的主要参数 (1) 最大整流(zhngli)电流IF二极管长期(chngq)连续工作时,允许通过二极管的最
23、大整流电流的平均值。(2) 反向击穿电压UBR 二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压UBR。 (3) 反向电流IR 在室温下,在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级;锗二极管在微安(A)级。共一百一十页当稳压二极管工作在反向击穿(j chun)状态下,工作电流IZ在Izmax和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数稳定(wndng)电压四、稳压二极管稳压管是工作在反向击穿区的特殊二极管(面结型、硅、高掺杂)正向同二极管反偏电压UZ 反向击穿UZ限流电阻共一百一十页 稳压(wn y)二极管的主要参数 (1) 稳定(wndng)电压UZ (2
24、) 动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下,所对应的反向工作电压。 rZ =U /I rZ愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) 最小稳定工作 电流IZmin 保证稳压管击穿所对应的电流,若IZIZmin则不能稳压。 (4) 最大稳定工作电流IZmax 超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。共一百一十页特殊(tsh)二极管: 1、变容(bin rn)二极管: 利用其结电容效应,其电容量与本身结构、工艺、外加反向电压有关,随外加反向电压增大而减少。 C:5300pF, Cmax :Cmin = 5 :1 高频技术(调谐、调制等)应用较多2、光电二极管: 需光照、反偏压、其反向电流与光
25、照度成正比。用于光测量,将光信号电信号,光电传感器、遥控、报警电路中。3、发光二极管:正偏压(12.5V),发光颜色与所用材料有关。常作为显示器件、电光转换器件与光电二极管合用于光电传输系统。4、激光二极管: 产生相干的单色光信号(红外线),利于光缆有效传输。用于小功率的光电设备,如光驱、激光打印头。共一百一十页光电二极管 利用半导体的光敏特性,其反向(fn xin)电流随光照强度的增加而上升。IV照度增加符号(fho):共一百一十页2. 发光(f un)二极管 有正向电流流过时,发出一定波长范围的光,目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光,它的电特性与一般(ybn)二极管类似,正向电压较一
26、般(ybn)二极管高,电流为几 几十mA符号:共一百一十页 1.3 三极管 半导体双极型三极管,俗称晶体三极管。由于工作时,多数载流子和少数载流子都参与(cny)运行,因此,被称为双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT)。 BJT是由两个PN结组成的。共一百一十页一.BJT的结构(jigu)NPN型PNP型符号(fho): 三极管的结构特点:(1)发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。(2)基区要制造得很薄且浓度很低。-NNP发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极-PPN发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极-ecb-ecb共一百一十
27、页饱和区iC受uCE显著控制(kngzh)的区域,该区域内uCE0.7 V。 此时发射结正偏,集电结也正偏。截止区iC接近零的区域,相当iB=0的曲线的下方(xi fn)。 此时,发射结反偏,集电结反偏。放大区 曲线基本平行等 距。 此时,发 射结正偏,集电 结反偏。 该区中有:饱和区放大区截止区三极管的输出特性曲线可以分为三个区域:共一百一十页BJT的主要参数(2)共基极电流(dinli)放大系数: iCE=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAIBBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般(ybn)取20200之间2.31.5(1)共发射极电流放大系数:1.电流放大
28、系数共一百一十页 2.反向(fn xin)击穿电压: U(BR)EBO集电极开路时,发射极与基极之间允许的最大反向电压(diny)。其值一般几伏十几伏。 U(BR)CBO发射极开路时,集电极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般为几十伏几百伏。 U(BR)CEO基极开路时,集电极与发射极之间允许的最大反向电压。-(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU BJT有两个PN结,其反向击穿电压有以下几种:共一百一十页 半导体三极管的型号(xngho)第二位:A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位:X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频(o pn)小功率管、A高频大
29、功率管、K开关管用字母表示材料用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格三极管国家标准对半导体器件型号的命名举例如下:3DG110B共一百一十页共一百一十页双极型三极管的参数(cnsh)参数型 号 PCM (mW) 125 125 100 500 50W 100250W I C M (mA)UR CBO (V)UR CEO (V)UR EBO (V) I C BO (A) f T ( MHz)3AX31D 125 20 126* 83BX31C 125 40 246* 83CG101C 30 450.1 1003DG123C 50 40 300.353DD1
30、01D 5A 300 25042mA3DK100B 30 25 15 0.1 3003DK23 30A 400 325 8注:*为 f 共一百一十页1.4 场效应三极管 BJT是一种电流控制电流的元件(yunjin)(iB iC),俗称流控元件.工作时,多数载流子和少数载流子都参与运行,所以被称为双极型器件。 FET分类(fn li): 绝缘栅型场效应管结型场效应管N沟道P沟道 场效应管(Field Effect Transistor简称FET)是一种电压控制电流的器件 (uGS iD) ,俗称压控元件 . 工作时,只有一种载流子参与导电,因此称为单极型器件。 FET因其制造工艺简单,功耗小,
31、温度特性好,输入电阻极高,易集成等优点,得到了广泛应用。增强型耗尽型P沟道N沟道P沟道N沟道共一百一十页一、 结型场效应管两个PN结夹着一个N型沟道(u do)(P区高掺杂)。三个电极: G:栅极 D:漏极 S:源极符号(fho):N沟道P沟道1. 结型场效应管的结构(以N沟为例):动画演示8共一百一十页2. 结型场效应管的工作(gngzu)原理 (1)栅源电压(diny)对沟道的控制作用当uGS时,PN结反偏,耗尽层变宽,导电沟道变窄,沟道电阻增大。当uGS到一定值时 ,沟道会完全合拢。定义: 夹断电压UP使导电沟道完全合拢(消失)所需要的栅源电压uGS。 在栅源间加负电压uGS ,令uDS
32、 =0 当uGS=0时,为平衡PN结,导电沟道最宽。共一百一十页(2)漏源电压对沟道(u do)的控制作用 在漏源间加电压uDS ,令uGS =0 由于(yuy)uGS =0,所以导电沟道最宽。 当uDS=0时, iD=0。uDSiD 靠近漏极处的耗尽层加宽,沟道变窄,呈楔形分布。当uDS ,使uGD=uG S- uDS=UP时,在靠漏极处夹断预夹断。预夹断前, uDSiD 。预夹断后,uDSiD 几乎不变。uDS再,预夹断点下移。 (3)栅源电压uGS和漏源电压uDS共同作用 iD=f( uGS 、uDS),可用输两组特性曲线来描绘。 动画演示9共一百一十页(1)输出特性曲线(qxin):
33、iD=f( uDS )uGS=常数 3、 结型场效应三极管的特性(txng)曲线uGS=0VuGS=-1V设:UP= -3V共一百一十页四个区:恒流区的特点(tdin): iD / uGS = gm 常数 即: iD = gm uGS (放大原理) (a)可变电阻区(预夹断(ji dun)前)。 (b)恒流区也称饱和 区(预夹断 后)。 (c)夹断区(截止区)。 (d)击穿区。可变电阻区恒流区截止区击穿区IDSS是饱和漏极电流动画演示10共一百一十页 一个重要(zhngyo)参数跨导gm: gm=iD/uGS uDS=const (单位mS) gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用(zu
34、yng)。 在转移特性曲线上, gm为的曲线的斜率。 在输出特性曲线上也可求出gm。共一百一十页(2)转移特性曲线(qxin): iD=f( uGS )uDS=常数 可根据输出特性曲线作出移特性曲线。例:作uDS=10V的一条(y tio)转移特性曲线:共一百一十页二、绝缘(juyun)栅型场效应管 绝缘栅型场效应管 ( Metal Oxide Semiconductor FET),简称(jinchng)MOSFET。分为: 增强型 N沟道、P沟道 耗尽型 N沟道、P沟道 1.N沟道增强型MOS管(高掺杂N区) (1)结构 4个电极:漏极D , 源极S 栅极G , 衬底B符号:-gsdb动画演
35、示12共一百一十页(2)工作(gngzu)原理 再增加uGS纵向电场(din chng)将P区少子电子聚集到P区表面形成导电沟道,如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流id。栅源电压uGS的控制作用当uGS=0V时,漏源之间相当两个背靠背的 二极管,在d、s之间加上电压也不会形成电流,即管子截止。当uGS0V时纵向电场将靠近栅极下方的空穴向下排斥耗尽层。动画演示13共一百一十页 漏源电压VDS对漏极电流ID的控制(kngzh)作用 当VGSVGS(th),且固定为某一值时,来分析漏源电压(diny)VDS对漏极电流ID的影响。VDS的不同变化对沟道的影响如图02.15所示。根据此图可以有如下
36、关系 VDS=VDGVGS =VGDVGS VGD=VGSVDS 当VDS为0或较小时,相当VGSVGS(th),沟道分布如图02.15(a),此时VDS 基本均匀降落在沟道中,沟道呈斜线分布。动画演示 14共一百一十页 定义(dngy): 开启电压( UT)刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。 N沟道增强型MOS管的基本特性: uGS UT,管子截止, uGS UT,管子导通。 uGS 越大,沟道越宽,在相同(xin tn)的漏源电压uDS作用下,漏极电流ID越大。共一百一十页(3) 特性(txng)曲线:输出特性曲线(qxin): iD=f(uDS)uGS=const可变电阻区IDO是UGS
37、=2UT时的漏极电流在饱和区:(设:UT= 3V)恒流区截止区u=3VDSGSuGS=5VuuuGS(mA)=4VDiGS=6V共一百一十页 可根据(gnj)输出特性曲线作出移特性曲线。例:作uDS=10V的一条转移特性曲线:UT 转移特性(txng)曲线: iD=f(uGS)uDS=const共一百一十页2、N沟道(u do)耗尽型MOSFET 在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当uGS=0时,这些(zhxi)正离子已经感应出反型层,形成了沟道。 定义: 夹断电压( UP)沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS。特点: 当uGS=0时,就有沟道,加入uDS,就有iD。 当uGS0时,沟道增宽,iD进一步增加。 当uGS0时,沟道变窄,iD减小。符号:共一百一十页 3、P沟道(u do)耗尽型MOSFET P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同,只不过导电(dodin)的载流子不同,供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。-gsdb符号:共一百一十页结型场效应管 N沟道耗尽型P沟道耗尽型共一百一十页绝缘栅场效应管 N沟道耗尽型P 沟道耗尽型共一百一十页三.场效应管的主要参数:(2)夹断电压UP UP 是MOS耗尽(ho jn)型和结型FET的参数,当uGS=UP时,漏极电流为零。 (3)饱和漏极
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