电子技术及其应用基础模拟部分李哲英anal

1-2基本半导体器件

1-2-1二极管Diode1-2-2双极三极管1-2-3场效应管1-2-4晶闸管器件基本结构器件表示符号器件工作原理器件基本技术特性器件类型1-2-1电子工程系1-2-1二极管diode1、二极管的基本结构architecture2、二极管的表示符号symbol3、二极管的工作原理workprinciple4、二极管的基本技术特性characteristic5、二极管分类classification2电子工程系二极管的基本结构是一个PN结。平面型

结面积可大可小点接触型结面积小工作频率高工作电流小面接触型结面积大工作频率低工作电流大一、二极管的基本结构architecture1-2-1二极管3电子工程系二、二极管的表示符号symbol1-2-1二极管研究符号电路分析符号工程设计符号PN4电子工程系三、二极管的工作原理workprinciple1-2-1二极管工作原理：

正向电压：导通，电阻很小。反向电压：截止，电阻很大。二极管的基本结构是一个PN结，具有单向导电性。VBRVI0VDIS输入端输出端5电子工程系二极管工作原理示例Example1-2-1二极管观察输入输出信号之间的关系和变化，说明变化原因。仿真中设R=100W，输入正弦交流信号的峰峰值为4V，频率为1kHz。vivoR6电子工程系四、二极管的基本技术特性1-2-1二极管VBRVI0VDV-I特性击穿特性电路特性参数指二极管在电路中自身所具有的一些电路特性参数。直流参数：最大允许电流IF

反向击穿电压VBR

反向电流IS

交流参数：交流电阻结电容

结压降指二极管能进入正常导通状态时所必须具有的最小外加电压值。

硅管：0.7V锗管：0.3VIF7电子工程系五、二极管的分类classification1-2-1二极管VBRVI0VDIS通用二极管

generaldiode高频二极管RFdiode功率二极管powerdiode稳压二极管（也叫齐纳二极管）Zenerdiode肖特基二极管Schottkybarrierdiode隧道二极管tunneldiode8电子工程系五、Diodeclassification1-2-1二极管稳压二极管（齐纳二极管Zenerdiode）1）是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。2）用于电压限制和调整，也可以作为电路的保护器件，或是精度要求不高的稳压电路。电路分析符号工程符号VBRVI0VDIS重要参数：稳定电压VZ

—在规定反向工作电流IZ下所对应的反向工作电压。9电子工程系五、Diodeclassification1-2-1二极管肖特基二极管Schottkybarrierdiode利用金属与半导体接触所形成的势垒来对电流进行控制的。主要特点：

具有较低的正向压降（0.3V至0.6V）。

比其他二极管有更快的反应速度。用途：

用于门电路中作为三极管集电极的箝位二极管，以防止三极管因进入饱和状态而降低开关速度。10电子工程系1-2-1二极管隧道二极管tunneldiode利用金属与半导体接触所形成的势垒来对电流进行控制的。主要特点：比齐纳二极管具有更大的电压降，可以实现快速击穿。具有一段负电阻区，可用在高频电路。

五、Diodeclassification11电子工程系六、实例example1-2-1二极管例1判断图示电路中的二极管能否导通。

结果：

VA=1V

VB=1+2.5=3.5V则VA<

VB二极管为截止状态。12电子工程系1-2-2三极管BipolarTransistor1、三极管的基本结构architecture2、三极管的表示符号symbol3、三极管的工作原理workprinciple4、三极管的基本技术特性characteristics5、三极管分类classification三极管通过两种载流子（空穴和电子）导电，叫做双极三极管。13电子工程系一、三极管的基本结构PNP管NPN管发射区掺杂浓度高基区薄且杂质浓度低集电结面积大三极管的基本结构是两个背靠背的PN结，共有三个引出电极，分别为基极b、集电极c和发射级e。发射级e基级b集电级cNN发射区发射结基区集电结集电区P1-2-2三极管emitterbasecollector14电子工程系二、SymbolPNP管：NPN管：becbecPPNbceNNPbce15电子工程系bceNNP三、牲三极仰管的丙工作宾原理工作森原理wo谊rk奋p赢ri梨nc粪ip秧le茎：发射孟区向龟基区指注入圣电子电子阀在基伍区扩削散和占复合集电世结收拢集电缎子be结扩梦散VCCVEEIEICIBbc结漂花移结论co屠nc慈lu竖si彩on崭：具有押电流列放大私作用cu海rr计en旗t事am吧pl觉if列y是有敏源器素件ac粱ti亮ve腾d创ev抬ic显e正叮常工恒作条笛件：发射薄结正未向偏暴置集电番结反凝向偏冲置IE、IB、IC间有如确定筹的分罪配关兼系di微ff岭us闻edr阴if饮t16电子红工程丧系三极套管电诉流放渠大作薯用示拒例1判别容图示铃电路右能否匪具有吸电流屯放大岔功能辣，说碑明原真因。bec+VbceNNPVCC结论恋：be结无验偏置年电压途，无步电流米；bc结反溉向偏切置，践仅有燥反向船饱和葵电流累；ce之间迟无电问流。17电子亦工程兴系三极凉管电追流放蓄大作柳用示躺例2判别各图示区电路与能否谊具有饥电流脉放大聚功能滩，说魔明原灯因。结论益：be结正警向偏衰置，蒸有电鸡流；bc结无长偏置益，无些电流糊；ce之间溪无电踩流。bec+1桑VbceNNP1V18电子宾工程踢系四、邪三极布管的浅基本汗技术颈特性集电拾极-发射鸟极电仍流放魂大系肤数基极-集电管极电欢流放量大系低数输入皇特性输出俗特性截止稼与饱诱和特生性频率教特性温度绢特性噪声激特性19电子戚工程绳系bceNNPVCCVEEIEICIB指在VCB=常数赏时，瓦集电坟极电薪流与既发射题极电桨流之欢比，串即IC=IE证明耳：InC=InEIC=InC+ICB砍O若IC>>ICB挑O，IE>>IEP则IC=IEIE=InE+IEPICBOIEPInEInC=换0.激9~0.泻991、集电忽极-发射动极电勒流放浊大系柿数四、浙三极济管的躁基本蔽技术狼特性Fa屿ct脸ora20电子俭工程粗系指集旦电极占电流鸡与基梯极电旋流之籍比。IC=IB证明艺：IC=IEIE=IB+IC则IB=(听1-)IEIC=IB巴/(1岂-)枪=IB=/(1膏-)IC>>IB2、基极-集电伯极电酸流放洗大系脂数四、羊三极梨管的串基本健技术葛特性bceNNPVCCVEEIEICIB21电子息工程缺系三极怪管电遭流放宅大倍劈燕数示嚼例1-械2-缎2蛾三极用管仿真用EW观察染图1腔-2仗-1茄8俯所示赤电路律三极甚管Ib与Ic的关熄系，哭并观爽察Ic与Vce的关哪系。V12V100kWVi电流表V12V100kWVi1W10kW22电子横工程饥系指输倒入端滋电压惨、电幼流之逢间的命关系骑。iB=f(vBE)|(vCE=常数海)VceVbeIbebc+V示例：3、输入茎特性In借pu窗t绿ch故ar束ac袖te含ri息st洲ic四、禾三极好管的港基本漆技术射特性VbeIb23电子铲工程幻玉系指输召出端僚电压蔽电流仍关系则之间句的关旋系。饱和咏区截止笋区击穿春区放大沈区iC=f(vCE)|(iB=常数烈)IbVceIc4、输出强特性Ou堪tp范ut除c悟ha宝ra汉ct船er蛮is初ti劣c四、彼三极顷管的傻基本核技术悟特性VceVbeIbebc+V示例：Sa皮tu旧ra朴ti给on融r虹eg捕io制ncu摩to母ff涉r卵eg取io挥n24电子殿工程渣系截止：三极定管c-腔e间不李导通静，IC接近巨0档。原因行：集电按极和状基极年间没亭有反丛向电龄压以犬吸引虑电子坚流。饱和稻：三极词管c-恐e间电陷压接劫近0V时的IC。原因烤：集电算极和臭基极姐间的梁反向磨电压得很小伙，吸疲引电赵子流绸的力鼓量不足姜。稍背微增圾加VCE电，口吸引衣的电非子流亭很大拳，IC增大动。5、截止革与饱绘和特禽性四、阁三极鼓管的沃基本逆技术趣特性饱和区截止区击穿区放大区IbVceIcSa携tu狸ra曾ti闲on界a祖nd假c僻ut秘of希f25电子短工程澡系三极纱管饱耳和与翻截止变特性盈示例1-灭2-妻2矛三极撕管仿真在EW中选设择理衣想三苗极管疤仿真悲电路碌，通拢过调吨整输疯入电盐压、拣电阻喜参数涨和电尚源电厘压观醉察饱究和与历截止俱现象碍。RcvoviVcc+-+-CRb正常饱和截止26电子大工程谊系指三从极管其电流呜放大苏能力孔与工贺作频驳率之妹间的饰关系蛙。fAiAi=Io/Ii6、频率坐特性fr介eq羞ue圈nc糠y聚ch蕉ar含ac政te疤ri获st兄ic闻s四、碌三极逼管的咸基本剂技术锐特性VceVbeIbebc+V示例：27电子垂工程煎系三极作管频位率特扰性示他例1-猪2-赔2际三极巷管仿真用EW仿真融电路牵，图庄中三协极管径的工留作频蕉率为逼15惯0MH劝z，电容势为1捞00原00感0mF召。RcvoviVcc+-+-CRb28电子降工程慰系指三面极管光电流趁放大钉能力涌与管不子PN结温刺度之句间的糖关系里。三极惨管具弱有正弃温度社特性况。当基条极电学流固配定时滔，三荒极管各的集帽电极难电流钩将随娃温度烦的升乱高而壮上升待。温度插漂移TICeb7、温度望特性te贝mp垦er关at闪ur强e贵ch晕ar讯ac妖te念ri穿st挺ic简s四、赚三极说管的误基本赴技术柔特性Ibebc+VIc29电子染工程皆系指三筐极管嚼正常斥工作隔时所哀形成鼠的噪替声电认流平恰均值叉。噪声真：由于小半导罪体固携有特费性所具产生叛的一纯种交嘉流信铺号革。8、噪声进特性no纺is岂e四、涉三极惯管的菊基本抚技术龙特性Ibebc+VIc30电子绪工程蜘系五、鞋三极魔管分念类通用核三极绝管达林葬顿管da签ri颤ng叼to观nRF三极扯管多管伞阵列用于立一般甲场合床。例研：3DG系列饰，2N系列歪。功率舱管，谷也叫蜂复合摆管，验具有另高电须流放狭大系茄数，篮用于计功率泥放大袜和驱熊动电酿路，浓例如猫2N6假42赞7等。用于VH茧F/计UH废F小信糠号放该大，竞频率靠可达灯40庭0MH碗z到2GH凯z，例：BF蚊22范4,货MP撑S6桥59剑5。多个安独立塘的三出极管御封装常在一厨起，黄类似干集成叼电路白。31电子罪工程第系二、字场效泻应管仿的基骑本结翠构三、屋场效唐应管扯的表衫示符币号四、临场效用应管拢的工惩作原跳理五、扣场效抚应管杠的基票本技蔽术特掀性六、糖场效杏应管葵分类改变歼电场庙来控券制半死导体考材料里的导朵电特锣性。一、娃场效码应管眠的优村缺点1-芝2-暑3辣场效担应管Fi雁el擦d旦ef旧fe盏ct源t捏ra递ns交is对to暂r32电子歼工程聋系一、倡场效逢应管战的优季缺点场效公应管性：通过有改变电场来控书制半狂导体饼材料怖的导拘电特啦性。三荐极买管：通过电流来控芬制PN结的朴电流睛。没有隶耗尽垦区的蛋少数峡载流碎子存柔储效品应，躬适于悔高频扑。具有膜负温企度系添数，旁可避万免热炼击穿而。由于捞没有PN结，连可以颂使用筝其它难半导亿体材镜料。由于加电场镰控制算，所惧以输折入阻样抗高貌。线性右度好闭。制作校工艺粮简单伯。1-估2-拌3撤场龙效应驱管33电子来工程题系二、盟场效徒应管请的基烘本结萍构绝缘铺栅型MO垒SF歼ET结型JF港ETsNgdgP+P+衬底漏极栅极源极BP衬底N+N+sgd1-居2-秆3财场扒效应倡管N沟道N沟道Me模ta腥l-帅ox延id掩e钥fi棉el番d养tr凭an血si摆st丢orJu继nc界ti移on偶f乳ie旨ld份t搂ra覆ns休is那to夹rSo站ur循ceDr蠢ai吧nGa茫teN魂ch辱an良ne个lSu旺bs羡tr碰at硬e34电子艳工程亲系三、辽场效盆应管长的表滩示符闻号绝缘面栅型MO嫂SF首ET结型JF撞ETsgdBN型沟漠道P型沟叮道1-巾2-态3改场购效应扶管dgsdgssPgdgN+N+sgdBBP衬底N+N+sgd35电子访工程盾系四、计场效插应管泻的工娃作原握理——绝缘码栅型MO详SF脏ETN+Pdgs铝二氧穗化硅反衬暖层耗尽胖层VgsIsIsVds1-型2-椅3煤场厨效应昆管N+36电子谦工程殖系四、卫场效恢应管吉的工搏作原猴理1-挨2-逐3捡场柄效应讯管NPPdgsVdsIsVds=0肉，Is=0Vds，IsVds>VP,Is基本谁不变AVDD过大，击纱穿VP：夹断款电压IsVdsVP__拾__库结型JF江ET37电子旅工程索系五、举场效遵应管款的基饼本技皱术特醉性低频园跨导Tr宪an哲sc爹on甩du慨ct叼an掉ce转移途特性In密pu订t-享ou掠tp北ut捡t之ra短ns嚷fe腔r输出支特性Ou伤tp选ut扁c哑ha歪ra录ct男er坊is菌ti嗓cs截止泽与导顾通特铲性Cu材to缎ff瘦a明nd嫂c婚on鞠du然ct葛an沫ce频率择特性fr溪eq碗ue葱nc宜y丸ch畅ar善ac首te猛ri榜st久ic食s温度未特性te眼mp曲er务at末ur曾e糕ch遗ar曲ac休te联ri病st膝ic花s噪声算特性No梅is辣e戒ch呼ar很ac旷te塔ri爸st华ic巾s1-望2-俘3往场瓦效应蕉管38电子承工程疲系五、疗场效正应管轰的基王本技窜术特妄性当Vds为常避数时胃，低犹频跨阵导反侵应了筹栅源固电压祖对漏尖极电珍流的核控制挽能力尺，与枪工作随点有撒关。gm=diD/dvGS这相赔当于真三极语管的岸电流全放大闸倍数难，但懂它反秆映的殖是栅征极电桐压与型漏极旋电流遵之间奖的关铃系。sgdB1-魄2-雀3肌场免效应锈管1、低频叛跨导Tr杂an舰sc逮on冲du者ct乎an爬ceiDdgs39电子编工程闭系对于轨共源贪极电卖路转移岗特性留反映堵栅极逃电压Vg与漏撒极电毙流Id的关草系。N沟道VgsIsmA结型1-欠2-暴3率场堆效应投管2、转移阳特性In漫pu顷t心ou常tp焦ut颤t芹ra狱ns侄fe辟r五、辽场效著应管剩的基沈本技规术特竹性dgs绝缘睡耗尽喷型VgsIsmA绝缘巾增强团型VgsIsmAsgdB40电子宽工程底系1-壳2-孕3志场孝效应公管五、沫场效翠应管裕的基滑本技坚术特秧性对于共源极电路N沟道结型放大区IsVds可变电阻区击穿区Vgs截止区3、输出特性NPPdgsIsAdgs41电子捷工程低系截止堂：d-夺s间不腰导通俱状态壮叫做困截止匠，Id接近0钟，没悔有电锁流传易导能嫂力，絮相当于开津关断倘开。产生纺原因果：没有鞭形成烛导电录沟道狱。导通固：场效保应管略输出菊特性惰曲线皇中，Vds与Id之间身呈线丽性关捆系的浅区域猛叫做况电阻上区，场效暗应管抓导通苍。近似汪关系周：Vds=RonId1-盐2-碎3醒场朝效应郊管4、截止锹与导同通特脉性Cu于to有ff梢a榜nd肺c抄on各du熊ct票an贯ce五、典场效浩应管油的基唤本技障术特身性放大区IsVds可变电阻区击穿区Vgs截止区NPPdgsIsA42电子腾工程庭系指管贸子电弃流放企大能推力与长信号腿工作胖频率皮间的存关系燃。最高动工作端频率Li搞mi阁t范ru娃nn隐in浓g剧fr胳eq妨ue腐nc初y是管杨子开阴始失轨去电睛流放欲大能梁力时征的信询号频讯率的错1/所2。fAiAi=Io/Ii1-掏2-睁3溜场员效应狂管5、达频率庙特性Fr束eq业ue织nc专y鸽ch址ar营ac隐te健ri萌st叠ic财s五、嗓场效巴应管嗽的基酬本技睛术特也性43电子接工程土系指管可子电盯流与疏管子左温度疫之间筝的关每系。场效隆应管池具有她负温挽度特掀性，漏踪蝶极电扫流Id都将付随管辞子温拐度的盯升高捉而下想降。TID1-斩2-趟3倘场拜效应参管7、霸温度眠特性Te紫mp割er扛at垒ur犁e某ch粗ar熄ac袭te惕ri早st每ic妻s五、咬场效戒应管拔的基臭本技誉术特玩性44电子族工程渴系指场她效应欺管正看常工芦作时歪所形农成的曾噪声散电流佣平均蔑值。噪声肌：由于蒜半导谜体固轮有特辈性和伏场效翅应管菜结构搂所产浸生的纹一种联交流雾信号甲。1-胀2-敲3体场步效应蹲管8、轨噪声剩特性No浑is比e垂ch女ar张ac萄te爽ri吵st矮ic孙s五、名场效娘应管侧的基娱本技锹术特芦性45电子宵工程中系六、记场效街应管劈燕的分终类通用那场效忽应管用于惊一般针场合添。T添MO