模拟电子技术基础第一章

模拟电子技术华成英童诗白主编本课程是电子信息与通信专业的一门技术基础课，它具有自身的体系，是实践性很强的课程。本课程的任务是使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程打好基础。(理论学时)课程的性质和任务：学时:总学时48参考书:康华光电子技术基础王远模拟电子技术基础学习指导华成英帮你学模拟电子技术基础是研究电子器件、电子电路及其应用的电子技术模拟电子技术：数字电子技术：研究模拟信号研究数字信号模拟信号：在时间上和幅值上都是连续变化的信号数字信号：在时间上和幅值上都是离散的信号（模拟信号）（数字信号）（数值的变化总是发生在一系列离散的瞬间；电子技术：数值的大小及增减总是某一个最小单位的整数倍。）科学技术。目录第一章常用半导体器件第二章基本放大电路第三章多级放大电路第四章集成运算放大电路第五章放大电路的频率响应第六章放大电路中的反馈第七章信号的运算和处理第八章信号的发生和信号的转换第九章功率放大电路第十章直流电源管路信号单方向传输信号双向传输小信号放大电路大信号微变等效法图解分析法单级放大电路多级放大电路分立元件电路提供能源的电路信号源第一章常用半导体件1—1半导体基础知识1—2半导体二极管1—3双极型晶体管1—4场效应管1—5单结晶体管和晶闸管1—6集成电路中的元件Multisim应用举例----二极管特性研究本章要求掌握：二极管、三极管的外特性及主要参数的物理意义理解：PN结、二极管的单向导电性、稳压管的稳压作用及三极管的放大作用了解：二极管、三极管的选用原则1—1半导体基础知识1.1.1本征半导体(导体

ρ＜10-4Ω·cm,1.半导体常见材料硅(Si)锗(Ge)Ge和Si原子的简化模型

纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。绝缘体ρ＞109Ω·cm)10-4Ω·cm＜ρ＜

109Ω·cm电阻率

电阻率较低的物质被称为导体----金属银、铜、铝等。当存在外电场时，金属的自由电子在运动中不断和晶格节点上做热振子的正离子相碰撞，使电子运动受到阻碍，因而就具有了一定的电阻。电阻率较高的物质称为绝缘体----玻璃、橡胶等。介于导体和绝缘体之间的物质称半导体----如硅、锗。电阻率ρ=RS/L，电阻率ρ单位为欧姆·米

2.特性:3.本征半导体晶体结构本征半导体晶体结构示意图共价键结合力强本征半导体导力弱热敏性、光敏性、掺杂性晶体中原子的排列方式4.本征域半导焰体中诱的两举种载佳流子热力表学零秋度笼（T诱=0彩K）兵,勾本征咱半导话体不芽导电常温喝（T趣=3盛00乐K）热激妈发：共价烘键中笋的价应电子能量自由任电子空穴+(+)(-)在电伯场的排作用策下空穴俯运动污：价电玻子填捎补空伐穴的米运动晶体爸共价粘键结勿构平妈面示泪意图图1丢.1馅.2驱本征圣半导亿体中虹的自寺由电赠子和勺空穴+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴自由端电子图1圾.1澡.4妙自由躲电子藏进入皇空穴震产生杀复合批运动复合奶：自由抽电子草和空竿穴相辱遇温度T一定,ni（自朝由电李子浓尖度）T↑→=pi(空待穴浓辨度）ni↑=pi↑半导锅体由同于热医激发耕而不述断产配生电其子空固穴对朗，那厉么，款电子施空穴弄对是衔否会倍越来枣越多萌，电邮子和阔空穴灯浓度犁是否沈会越渡来越耍大呢？+4+4+4+4+4+4+4+4+4杂质绪半导刷体在本辣征半胜导体槽中掺虚入少鼠量合毕适的旦杂质猾元素赵所形深成的粱半导替体。1.漆N型蚁半导与体图1冠.1浴.5宽N访型半价导体(si驱、Ge文中加龟入5大价元爽素）施主同杂质喂：自身斩成为应带正电乱的离准子（电知子型苗半导裳体）符号宗：提供俘一个自由乘电子，+4+4+4+4+4+4+4+4+4掺入宇五价绿原子少数杂载流箩子（棕简称少子）。N型半农导体杂质计半导抵体中坐仍有埋本征恳激发粗产生沸的少柜量电赞子空园穴对尖,自由跃电子畜的数缴目高顽，故房诚导电死能力饱显著叨提高捡。其中薯的电子称为周多数组载流啄子（扫简称多子），空穴称为在N型半长导体泰中自由勺电子没数等于正离并子数和空穴拦数之和萝，自由工电子挖带负赵电，悦空穴壶和正谦离子菜带正骂电，器整块意半导粘体中爽正负电垄荷量公相等症，保茶持电中树性。2.P型乌半导盘体图1青.1休.6淹P梳型半些导体(si坛、Ge借中加梨入3别价元抱素）受主肤杂质枪：自身突成为松带负电切的离吩子（空园穴型章半导呀体）符号颗：提供菜一个空穴，掺入悼三价舟原子+3+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3N型筑半导迹体P型滋半导先体自由萍电子辽（掺抄杂形士成）→多子←空穴疏（掺蛙杂形讲成）空穴颠（热铲激发吴形成姿）→←自由悠电子嘉（热华激发枣形成）少子呈电举中性1.蓬1.扮3PN什结在一波块完隙整的保本征熊硅（湾或锗狗）片刺上，墨用不构同的渣掺杂燥工艺一边抛形成躬N型费半导馅体，亡一边悠形成堂P型断半导惭体，责在这捷两种错半导密体交界计面附野近形轧成的逼一个疲特殊欣性质庆的薄淋层，尊称为殃PN显结。1.PN肥结的盼形成综上似所述管：漂移仇运动闻：在电圆场作锋用下田，载敢流子鹅的运击动。沿→漂移彩电流扩散悠运动肚：同类耕载流六子由纱于浓贩度差巡寿引起宾的运负动。俊→扩散扭电流正(负嫁)电荷在电场作用册下，顺(逆施)电场方向烂运动东。内电场少子盘的漂煮移运漫动P型半纲导体N型半巩导体内电崖场越售强，谜漂移材运动贼越强服，而括漂移猛使空谅间电忍荷区爆变薄源。扩散控的结授果使闯空间唐电荷妻区变君宽。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－空间始电荷段区P(府N)腹区中娃同类宪载流羞子浓倘度差多子作的扩安散产生太空间咽电荷矛区（箩内电拨场）促进咱少子研漂移扩散肢与漂绑移运允动达驻到态平催衡时们，P佩N结期形成阻止2.PN愿结的苏单向碎导电仙性（1肢）P惑N结板外加萍正向么电压来（正叔向偏刃置）图结扁加正辜向电汇压导唉通外电裂场与像内电太场相献反→内电重场被品削弱→扩散＞漂移→I(正荐向电晃流）→PN搅结呈艺低阻闻值→PN烈结导仓通（正帆电荷在电惜场作肥用下巩，顺电场赖方向蹦运动馆，形启成电它流的踏方形爷与运晃动方肤向一防致作；负电阅荷在电夹场作辈用下，逆电场里方向以运动雄，形脉成电硬流的报方形胶与运税动方秘向相泻反。报）相关创知识PN痕结含变窄外电场I内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–（2稼）PN砌结外勇加反礼向电奇压（犬反向沾偏置快）图1嚷.1遭.9茧P哀N结加究反向贝电压建时截检止外电钢场与惭内电乒场相眠同→内电安场增饼强→漂移＞扩散→IR(反绝向电仍流）→PN爪结呈历高阻示值→PN蔑结截般止PN够结正湿偏时免导通拣，反煌偏时腐截止外电场内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－IRPN田结求变宽PN府结的颤单向潮导电乌性3.PN渴结电涂流方行程u为P诸N结哑两端俱电压IS为反驾向饱修和电辛流UT为温苦度的罗电压灯当量域,常免温下华T=傍30瓦0K胆时，UT≈2榜6m责V4.PN献结的姐伏安只特性图1情.1顽.1萌0商PN结的应伏安职特性正向乖特性收：反向辰特性殃：u＜0效时，i≈-Is击穿丸特性勉：＞U(B凯R)时，︱i︱↑电击甚穿齐纳扎击穿璃：雪崩窜击穿鬼：低电嫂压(睡高掺嚷杂)高电既压(丹低掺无杂)热击哗穿具有灭可逆债性具有奸破坏微性5.PN厕结的玩电容存效应（1辽）势垒盆电容（图壤1.诱1.炭11斜P锁N结的休势垒是电容亮）势垒翅电容处（Cb）：PN撤结外厅加电孙压变业化时绢，引希起耗视尽层搂宽窄脆变化（空间眼电荷鲜区电荷猪量的兽变化窜）所忧等效震的电辰容。平衡亦少子押：PN换结平完衡状屿态下业的少盲子。非平舅衡少工子：P(季N)廊区中汽扩散途到对舅方区域中背的空暴穴（业自由盲电子专）npo表示钱P区耀平衡择电子馒浓度①→u=u1③→u＜u1②→u＞u1扩散驱区内，电貌荷的帖积累汪和释县放结电街容Cj=Cd+Cb一般揭在1狐PF顶左右6.PN币结等斥效电星路rdCj(2晚)扩散钟电容图1.1.12P区少子浓度分布曲线过程种与电未容器验充、暮放电扯过程同相同葬，这种电容阀效应称为扩散格电容(Cd)。1—拖2姻半导秩体二虹极管1.墓2.甚1半导恒体二筑极管饺结构颗及类金型1.二极果管：由P悔N结纪外加激管壳追和引肌线构台成。2.二极恶管类民型：按材痕料分维为硅和锗二极狸管按结弟构分吹为点接容触型面接蜂触型平面征接触凶型阴极引线阳极引线二氧化硅保护层P型硅N型硅金属触丝阳极引线N型锗片阴极引线外壳

(a)阴极阳极(d)

符号D铝合金小球N型硅阳极引线PN结金锑合金底座阴极引线(b)(c屿)二极察管的强伏安垄特性伏安突特性少：通过垒二极枕管的祥电流稀与二猛极管箩两端史电压头之间仙的关况系曲缎线。图1改.2订.3掩二若极管玻的伏孙安特派性1.正向弓特性行:u＜Uon厉，i=0外加清电压稻不足修以克帜服内给电场活的作孙用u＞Uon绸，Uon开启兴电压瓦（硅每0.棵5V离，锗罗0.牺1V弱）UD导通耐电压刚（硅完0.附6~半0.到8V貌，锗支0.扶2~悬0.乐3V校）2.反向词特性＜U(B惨R)时，I≈压IS（反缓映热傍稳定井性）及；3.击穿红特性＞U(B虎R)时，I↑4.温度榜对伏竖安特展性的缘瑞影响T↑惰→宏少子惩浓度限增加记→为什怕么？PN间结变舞窄→势垒苹电位耳差U0↓→在相巴同u的作岸用下→正个向特室性左持上移债，反向贵特性唉右下督移。1.穴2.捕3二极屋管的麻主要陷参数（1斯）最大再整流厉电流IF指二闻极管无长期台运行摔时允原许通仪过的棕最大铃正向足平均剥电流警。I≤IF（2牢）最高宵反向辟工作长电压URM：二极欲管工回作时辆允许支外加压的最裤大反比向电登压。URM≤1妻/2祖U(B惰R)（3疗）反向孕电流IR(IS)：二极镇管未效击穿静时的着电流罪。（4怪）最高制工作填频率fM：指二漠极管兄的上闻限频普率。f＜fM其值袖越小江单向衔导电鼠性（娘热稳牛定性的）越搭好。1.涨2.篇4二极香管的福等效吧电路二极涂管是衔一种鄙非线轧性器讨件，籍因而壤二极论管电矿路应琴采用习非线平性的敞分析号方法费。模型箭分析俩法简单宁模型泽，便炮于近估似估熔算。复杂吓模型扬，为饮利用撞程序谢借助缸计算蜘机解盐题提辆供基恢础。（注：模趋型是之指二锦极管袖正向渴特性饲的建失模，蜻反向痕特性娃电流I≈0阴,二受极管李视为弃开路山）1.缸由伏破安特管性折叮线化萝得到锐的等渴效电桨路图1掉.2就.4加由朋伏安越特性酱折线另化得贫到的易等效挨电路理想茎模型u远大四于UDUD=0恒压卖降模代型折线瓜化模烤型I≥烫1m爱A2.二极雄管的援微变删等效羡电路（小妻信号扩模型酒）图1砖.2纱.7注二眼极管浸的微馋变等挣效电资路图稳压译二极朵管是一速种由硅材料饲制成谣的面识接触显型二克极管根，简称税为稳炉压管境。1.稳压视管的以伏安握特性图1.2.10稳压管的伏安特性和等效电路稳压冻原理哄：在反矮向击志穿区析，注1：稳户压管折工作凤时，打为反片向偏看置状课态，堵电路僚中必幼须串料接限佩流电宵阻，禽一般都与负更载并联冻。注2∶稳周压管吉可以悉串联锡使用狂，一把般不交能并董联使消用，垦因为毫并联锡有时谨会因末电流奶分配塘不匀垄而引矮起管震子过死载损达坏。2.稳压丝式管的测主要悄参数1)稳定繁电压UZ在规坡定电属流下愁稳压点管的帮反向虚击穿管电压元。2)稳定盐电流IZ和最蹦大稳养定电侍流IZMIZ指稳炕压管弹工作览在稳贯压状帽态时秘的参烈考电两流，IZ=Izm大in码.IZM是稳语压管若允许钩通过适的最板大反馒向电闷流。蝴当稳们压管席工作晃电流I＜IZ3)动态杨电阻rZrZ越小宋(ΔIZ越大证)，量稳压刚性能大越好肯。4)额定渐功耗稿PZMPZM=UZ翻×IZM孙，正常走工作东时PZ＜PZM一般搞为几灯欧~灶几十躬欧5）温度躲系数PZM是保园证管奋子不福发生捆热击百穿的辛极限止值时，才没有睛稳压象效果滴；正栋常工峰作时框，IZ＜I＜IZM。1.发光误二极贡管（授LE乎D）2.光电框二极羊管将电宝能转搞换成姻光能火的特俊殊二早极管工作逢时加俊正向夕电压严，典文型电狂流1龙0m森A将光简能转困换成源电能亩的特饭殊二商极管工作仆在反央向状散态iuo无光照照度增强1.负2.胆6其它某类型怠二极饿管1—蚀3拥双丑极型胆晶体芦管(B既JT东)类型：按频轮率分贪（高半、低画频管被）;按功筹率分臭（大毅、小螺功率予管）篮;按材座料分价（硅诱、锗既管）著;按结扁构分遵（N兆PN赚、P传NP厘管）束。图1.3.1晶体管的几种常见外形晶体碌管结居构及眠符号（图备1.禾3.枯2寻晶体美管的调结构里和符论号）(1燃)c筝、e妨能否蜘互换些？内部脸条件发射渴区高厕浓度饶掺杂绕区基区纹很薄庄低浓弱度掺卵杂区集电迅结面亿积大（2颠）由袋两个垒PN懒结组爷成的回三极促管是柿否具热有单知向导层电性唐？1.习3.漏2晶体值管的剖电流它放大扛作用1.晶体里管内醋部载牢流子内的运籍动图1躁.3排.3颂晶震体管抹内部丙载流眼子运劣动与隔外部旁电流外部镇条件发射证结正除偏集电弦结反赤偏VCC＞VBB(1含)怨发射许区自邻由电果子向雀基区挽扩散→射蒸极电流盟(IE)（2浸）自俯由电现子在冠基区谨的扩排散与取复合→基奥极电流锯(IB)（3龟）集事电区漆收集乖基区铸的非南平衡竿少子→集叔电极电流蛙(IC)2.晶体驶管的翅电流坊分配NNP内内（晶体他管一聚旦制它成，挑从e曾区发横射的盼电子涉到达咸c区比的比逮例也捡就定夕了，浪此比磁例3.晶体率管的爆共射枝电流忌放大酷系数共射然直流梳电流忍放大虽系数反映胁IB对IC的控纹制作样用反向竖饱和钉电流一般驱：ICE蚀O=(1+β)ICB搬O穿透溪电流称为坐电流仓放大县系数姓。）4.晶体耕管的侮电流博放大惨作用图1.3.4基本共射放大电路→←当△uI=0竟时ICIB当△uI≠0厉时→→+△尚iB+△滴iC（一匆般为错几十厘~朱几愧百）共射交流电流葵放大范系数共基电流兴放大垦系数输入丧回路输出折回路1.或3.瘦3晶体书管的领共射极特性辞曲线BJ益T各携电极捕电压可与电适流之议间的雅关系退曲线茶，称退为伏山安特吉性曲园线。1.输入政特性松曲线│图1.3.5晶体管的输入特性曲线①uCE=0听时，②uCE↑＞0，特性疫曲线右移贞。uBE一定求，随棚着uCE↑→集电筋区收丢集载事流子草的能遇力增辟强→iB↓它是出BJ及T内伞部载匙流子衣运动麻的外维部表度现。三极语管相饱当于亏两个戏并联拢的二雨极管猫；2.输出迟特性榜曲线│图1.3.6晶体管的输出特性曲线（1脾）截巴止区艳：IB=0孕,iC≤ICE鸦O→无放叶大作处用；（发射涉结反柄偏，处集电贷结反门偏）（2尤）放青大区裙：曲线歌平坦鲜部分（发射印结正点偏，爽集电辟结反耳偏）（3主）饱活和区眼：各特命性曲困线拐君点连怎线左剪侧部揉分（发射电结正绣偏，疏集电以结正肾偏）uCE较小械，工程帜上：uBE=uCE→临界吊饱和uBE＞uCE→过饱惧和UCE烂S=0尾.3碌ViC基本广不随IB变化铁,而随uCE↑→饱和增加圈的现挂象1.逃3.遭4晶体贺管主美要参臣数1.电流等放大补系数2)共发回射极引交流已电流乘放大普系数β1)共发方射极秆直流蜂电流服放大买系数这是茅指静张态(涝无输宵入信汤号)屋时的桶电流歌放大付系数扮，其顽定义锡为这是晒指动雁态(束有输卷入信啄号)萍时的慌电流剑放大袄系数平，其嫌定义艺为UCE=常拐量IB=020A40A60A80A100A36IC/mA1234UCE/V9120Q1Q2在Q1点，沸有由Q1和Q2点，扰得一般丹：2.极间百反向摘电流1)c、b递极间正反向明饱和捆电流ICBO指e绒极开叼路，c、b书间加骂上一止定的塌反向焰电压惜时的膊反向候电流(如慢同P段N结亡的反许向电尺流)混。其枕测试赏电路崖如图天(a旬)所返示。2)c、e斧极间辰反向塔穿透告电流ICEO指b陈极开呆路，c、e汗间加续上一候定的寄反向无电压姻时的c极电输流。T一寨定时社，ICB舰O为一讽常数ICE缴O=(塔1+β)ICB尿OICB卧O、ICE降O越小加，管嘱子质恢量越捆好其测觉试电钻路如朝图(龄b)烈所示甩。A+–ECAICEOIB=0+–ICBO3.极限滩参数2)最大屿集电吃极耗架散功歼率PCM1)最大倘集电恒极电爷流ICMICM是指职BJ死T的首参数庸变化户不超堂过允倘许值网时，c极允足许的种最大克电流闲。（使微用时配，若iC＞ICM，管脱子不父仅性毙能会稀下降之，甚寺至可乔能会旗烧坏碍。）这是若指c结上堆允许脂耗散泄的最盈大功券率，图1.3.7晶体管的极限参数3）极间慢反向尘击穿买电压指晶汪体管某一辈电极期开路泄时，另伪外UCB渠O＞UCE愈O压，叼超过白此值背管子躲会发沸生击馅穿现政象。两个月电极刘间所织允许绳加的恼最高起反向婶电4.特征占频率fT使β↓=鞠1所器对应锹的信部号频乔率。1.尾3.班5温度裤对晶我体管眼特性露及参滔数的衬影响ICB瞧O↑β↑UBE↓图1.3.8温度对晶体管输入特性的影响图1.3.9温度对晶体管输出特性的影响1—岔4绑场苏效应岂管（F咸ET马)场效毙应管适：利用稻输入母回路棉的电寻场效宪应控缎制输奖出回在路电始流的烟一种远半特点借：输入兆电阻窜高1牛07~1鸡012Ω噪声艳低、热稳主定性笨好、抗辐偿射能时力强牢、功见耗小饲。类型风：结型悉场效彼应管题（J补FE革T)绝缘钩栅型尊场效械应管吃（M滋OS煌FE绍T）单极妖型晶馅体管（仅比靠半李导体刑中多庙数载已流子栏导电怜）电压稳型控制跟元件导体茫器件涌。1.驶4.凉1结型母场效风应管1.JFET境的结蜻构和唇符号图1诱.4榴.1泊结静型场缝效应麦管的井结构贵和符皱号源极漏极栅极图1.4.2N沟道结型场效应管的结构示意图导电证沟道+2.工作趋原理PN亮结空巷间电倦荷区爸(即隆耗尽撤层)说的宽拘度是颗随着哨加在境PN黑结上禾的反向艘电相关急知识图1.4.3uDS＝0时uGS对导电沟道的控制作用(a)uGS=0(c)uGS≤UGS(off)

(b)uGS(off)

＜uGS＜0(a付)uGS=0焰,(b列)UGS问(off躬)＜uGS＜0，UGS敢(off堪)夹断配电压P+压的大恩小而械变化谦的。惕反向圈电压语越大拍，耗见尽层漆越宽编；反秃之，炊则越穴窄。便JF杀ET就是等利用附PN肯结的苗这个庸性质办，通鸟过改豆变栅捡压uGS来改既变沟较道电锯阻，夜进而抢改变s、谋d极尺间的瘦电流iD。(c坛)uGS≤UGS卸(off条)（1故）当uDS=0，uGS对沟葱道的跑控制名作用沟道贷变窄沟道苹夹断沟道燃最宽夸,iD=0（2割）uGS为UGS亦(off)＜uGS＜0诊中某睬一定删值时萄，uDS对漏惩极电汪流的正影响uGD=uGS-uDS图1.4.4UGS(off)<uGS<0且uDS>0的情况(a)uGD＞UGS(off）(b)uGD=UGS(off）(c)uGD＜UGS(off)当uDS=0兆,uGD=uGS，沟恰道等途宽，iD=0当(a远)uDS↑＞舞0,使沟道各点禁电位很不等蛙，且著不等该宽(b唇)uDS↑→uGD=uGS–uDS=UGS息(off)沟道预夹断(c储)uDS↑↑掠→uGD＜UGS青(off)，夹全断区疏延长（3袍）uGD＜UGS访(off)，uGS对iD的控润制作险用当uDS一定剂时，溉改变uGS→iD随之拘变化P+→iD↑违＞0综上难所述使，可每得J付FE驾T导疲电的奶如下甜几个值特性漂：②在uDS不变掀的情剧况下靠，uGS的微民小变运化可餐以引朴起iD比较套大的荐变①瞧因为G、台S极间跨加反无向偏第电压蓝，两魂个P+N结截舞止，勾栅极晨电流iG≈0廉，故虏JF仔ET住的输入归电阻江很大。化，芽故称招FE渴T为电压带型控制忌元件金。③与胡BJ援T相构类似图，当潮漏极飞接上凭负载遍电阻RD后，肃在RD上可星以得到放葡大了畜的变协化电锋压。3.结型赞场效博应管系特性厦曲线1)输出行特性物曲线常数图1.4.5场效应管的输出特性(1蒸)可概变电防阻区辩（非造饱和两区）阁：预夹龄断轨耕迹：帐指各惯条曲榜线上落使uDS=是uGS–恭uGS(off)的点套连接威而成快。因uGD=安uGS–荷uDS当uGD=急uGS(off)uDS较小uGS一定浴，→iD→rDS为一役常数uDS↑uGS改变宵，→rDS随之锻改变（2冶）恒宾流区倾（饱逼和区地）：uGD＜UGS赵(off)uGS一定洽，iD几乎夹不随uDS变化uDS一定性，iD随uGS变化（3少）夹酬断区：uGS＜uGS(off)，iD≈0已知芦输出视特性掩绘制菜转移吩特性图1.4.6场效应管的转移特性曲线常数uGS=0时，床产生秃预夹钥断点互的电村流。IDS秤S饱和肉漏极就电流碑：2)转移凑特性产曲线在恒脂流区球内，1.愉4.俊2绝缘薯栅型圾场效在应管分（M疗OS是管)MO伍S管的工名作原献理建零立在纱半导佣体表件面场距效应怒现象疑的基总础上镜。MO热S管uGS=0礼时，张就存呈在导例电沟信道(iD≠0战)uGS=0屋时，失不存早在导艺电沟揪道(iD=0碗)耗尽填型：增强羊型：1.N沟甲道增载强型估MO虹S管

图1.4.7N沟道增强型MOS管结构示意图及增强型MOS的符号1)投结构障：金护属(这Al而)—弃氧化题物(嫌SI搜O2)—友半导炼体所谓缓表面兄场效茎应是指谷半导条体表命面有仿电场授作用闷时，丙表面匪载流茄子浓度发洋生变同化的炒现象轮。(P薯型S愉i)舍三层背结构轨。2)工作预原理两个页N+区与瓣P区狱三者米间形法成两套个背刷靠uDS＝0酱时，uGS对导枯电沟辉道的贺影响①uGS=0(G界、S稻极间状短路方)：PN+结处棉于反衬偏，贤故漏者极电执流iD≈0第，管助子截重止。背的嫩PN+结，倘如图畜所示啦。这时济不管uDS的极术性如月何，礼总会辛有一自个BSGVDDDN+N+PPN+结PN+结P型衬底图1.4.8uDS＝0时uGS对导电沟道的影响第一文种情穷况，途0＜uGS＜UGS豪(t童h)，第二祖种情袄况，uGS↑≥UGS店(t慈h)，②uGS＞0岭：uDS=0述。这里油的UGS坊(th椅)为开刚启电启压，栅极斜和衬贩底相违当于宫充有议绝缘掏介质驶的平板电言容器献。UGS胜(t德h)＞0欺，其徒值约捞为2钳V~10倾V。在P斤型硅港表面港形成失一个殊电子围薄层→D、彼S间沟移道形准成。uGS越大判，沟道盐愈厚稳，沟听道电宋阻愈议小。uGS＞UGS遇(t炉h)的某若一值滥时，uDS对iD的影欲响图1.4.9uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响(a)uDS＜uGS-uGS(th)

(b)uDS=uGS-uGS(th)

(c)uDS＞uGS-uGS(th)

①uDS＜uGS-uGS杆(t害h)，②uDS=uGS-uGS叠(t扶h)，③uDS＞uGS-uGS堂(t细h)，iD＞0总，沟通道不顽等宽叉。沟道播预夹殊断。夹断疲区延蝴长。3）特性沉曲线其与电亿流方亦程图1.4.10N沟道增强型MOS管的特性曲线(a)转移特性(b)输出特性在恒凯流区景，2.N沟历道耗涉尽型厚MO团S图1.4.11N沟道耗尽型MOS管结构示意图及符号同增野强型炉区别业：这种病管子需在制拐造时践已在舍Si抛O2绝缘场层中旅掺入片了大添量的钓正离赔子，即使糟在uGS=0摄时，浊NM卸OS桑管也笋能在uDS的作锈用下功，产启生漏雷极电慌流iD=IDS钱S。若uGS＜0廉，则石削弱贫了正工离子跃的作础用，iD将减翁小；若uGS＞0取，则逢增强兽了正堆离子猪的作传用，iD增加陪。当uGS下降芝到uGS=UGS枕(of燃f)(＜顿0)挖，导州电沟骗道消艺失，iD≈0正离轿子会岂把电竹子吸钓引到警表面沿，形招成原攀始的陷电子姑沟道炭(N累沟道字)，序如图摩示。1.仗4.党3场效都应管再的主豪要参表数1)直流疾参数(1险)夹搭断电苏压UGS(of走f)：(3靠)饱子和漏倚极电晨流IDS净S：(4告)直云流输松入电赠阻RGS：(2惜)开法启电悠压UGS(th)：这是帐指uDS一定棒时，iD与uGS的微捉变量适之比岂，即2)交流案参数(1颂)低频丢跨导悼(或贺称互坐导)gm（由桑于iG≈0辉，故RGS很高禁，一常般大聚于1绩07Ω。趟）这是煮指uDS一定兴，使iD↓某逃一规碎定值杂(0久或5猛μ辛A)涨的uGS。这是相指uDS一定冶，使iD↑某倍一规皆定值件（5瞎μA扯)的uGS。这是饼指uGS=0燥，产编生预把夹断主（uDS≥|UGS淘(of挪f)|）庙时的iD。uGS与iG之比话的比押值。gm反映崖了uGS对iD的控打制能佩力，a.通过贝计算午式求尿导求侦出来漠，即如何兴求gmb.通过然作图容法估法算出存来3)极限愿参数(1垂)漏窜极最兆大耗帜散功债率PDM、漏估极最扁大允杜许电渔流IDM，同竖BJ槐T的PCM、ICM类同(2贵)击澡穿电伐压：①击穿拘电压U(B虚R)万DS指uDS增大中到使iD开始赴急剧闹增加旬，发紫生雪的崩击辆穿时劫的uDS值。畅使用绕时uDS不②击穿篮电压U(B欺R)正GS指G颂、S伴间P+N结吵的反庆向击婶穿电从压。腹若UGS超过告此值挤，P+N结呈将被名击穿虹。一般南，G唯与S骑和G绢与D矿间之疾电容Cgs和Cgd约为削1p专F~海3p扑F，泳D与结S之言间(2丈)极屈间电凝容:具体轰方法童为：渠当在转移沾特性势曲线刻上求时，gm是工诊作点Q处的栋斜率诞；当在输出敏特性优曲线例上求时，能超怠过此桃值。电容聋Cds约为许0.柴1p律F~叉1p趟F。两种觉方式交来控鸦制导捏电沟梅道的扩宽窄却，以圣改变副漏极危电流iD的大距小。①M糠OS塞管与裙JF扮ET管虽浇然都月是利犹用电糠场的小强弱毯来改长变导挡电沟惜道的咬宽窄侍，但采驼用的匙方式醉不同况：J隙FE荒T是哥通过博PN骗结反奴偏时命产生呈的耗刷尽层冒大小协；MO舅S管薯是通熄过绝狗缘栅污在外君加电豪压作婆用下高感应葬电荷为的多贩少。辜采用嫌这样综上剖所述恢：②M恢OS炊FE鲁T的威符号符号浮中D横、S伪间的连线表示嘱导电沟道的性可质。熔其具姐体③湾S、役D极惨的互涂换性通常板MO鼻S管隆在使拌用时爸，S叮、D聋极可抛以互抢换，但有晚些管拌子在叔出厂霸时，贪源极恰S与细衬底泉B已松被连镰好，这奔些管涛子就求不能举随便裤交换蹦S极触和D碎极了肢。④紧符号唇中各享电极她的符简号，表模示正壶常工心作是增养强型惠；实绣线表萌示有识原始床沟道鞭，是爆耗尽挎型。表示剂方法尽为：怜虚线象(三愿个短敲线)区表示捉无原建始沟用道，时各熔电极绞要求辞的电象源极汉性。毙其电蜓流方不向是块指静态殊时的弯实际喷电流搅方向步。图1复.4秘.4忧场效励应管污的符砍号及钉特性iD=0iD≠0增强开型MO双S耗尽币强型FE沙TuGS辟(t艳h)＞0恨为N让沟道uGS雪(t纱h)＜瞒0为厘P沟垦道uGS=0iD=Idm栗ax→J辛FE津TiD≠Idm继ax→M位OSuGS犹(off)＞0刮为P孔沟道uGS她(off)＜据0为申N沟斯道uGS厅(off)＞0赢为P谎沟道uGS荡(off)＜貌0为梯N沟友道1.妙2.愈7二极乒管应走用举里例[例骂1今]试判乔断图柜中二弹极管培是截掘止还颗是导燥通，访并求UAO(设肆二极产管为语理想斥二极照管）D1D2OA12V6V3K(d)AOD3K15V12V(b)6V12VODA3K(a)D1AOD215V12V3K(c)分析慨：从宗电路老中断岔开二喉极管误，求梳出二初极管徐原位勿置处弱阳、乓阴极朵之间兆的电捷压。剧若u＞UD(0售),俗则二村极管联导通惭；反痕之，宿二极脉管截吩止。解:(a)(b)D截泄止、UAO=-意12忌V(c)D1导通叮、知D2截止崇,UAO=0(d)D2优先款导通狮、使若两调二极丈管阳就、阴痕极之桃间的棵电压叛均满遍足u＞UD(0欠)，四则u大的孟二极迟管优焰先导焦通×运×+u月-UAO=-白6VD导出通、D1截止预,UAO=-暮6V[例掘2]电路疤及输夏入电豪压ui的波旱形如跨图所贝示，甚画出钟输出兄电压uo的波伙形。uo波形朱如图广(篮c)愉所示诊。图二极管双向限幅电路(a)电路；(b)波形(a)解：专①当ui＞+治10倡V时便：uo=+雁10混V。②当ui＜-扬10惩V时允：uo=-匆10脊V。③当叫-1兵0V忧＜ui≤+押10论V时韵：uo=ui。uo

/Vowt-1验010ui/Vowt-2020(b)D1正偏霉导通宗（短收路）尼，D2反偏饱截止喊（侧开路房诚），D1反偏层截止似（开泉路）溉，D2正偏亚导通槽（短阻路）帮，D1、D2均反想偏开智路，[例看3]已知修稳压顶管的狗稳压柄值UZ=6分V,沸稳定酒电流予的最使小值Izm水in=5调mA例,求图尖示电遍路中钓的U01、U02。分析泼：法一赢、邪断开宿稳压堪管，附求U0若U0≥UZ→匪U0=UZU0＜UZ→500Ω2KΩ(a)2KΩ2KΩ(b)解：DZ工作社在稳希压状脊态(a缝)(b锯)DZ工作给在反扇向偏汇置状伟态U01=6结VU02=5得V法二蒸：设民稳压铃管工细作在任稳压昏状态(a末)(b种)工作混在反累向偏障置状敞态，钥无稳业压作乔用U02=5泉VU01=6呜V[例踏4]用万弱用表叮分别全测得胜某放盖大电锤路中斧三极摄管三丽个管瞒脚对跪地电陷位分权别为V1=-取7V宝，V2=-略2V粮，V3=-绪2.稻7V脉。试船判断辛此三荐极管菠的类屋型？扎由何呆种材蚁料制但成？横三个依管脚祥对应体电极田。PPNNP肃N:盒Vc＞Vb＞VeNNPcbePN载P:网Vc＜Vb＜Ve（1）候无论隐是N膜PN辟还是解PN债P型假三极启管，炕基极芒电位沾居中刻间电铅位，狼确定烛基极b确定e极，理同时沈判断下是硅庙（锗耕）材抢料（3膨）满第三局管脚部为c极（4斤）UCE＞0峡,为沈NP屑N型掌，UCE＜0宾,为知PN哭P型贡。分析晓：解：替遵循酱上述劫规则呜，3→强b，（2巴）2捆→e桑,1→唯cuCE=-构5V台,uBE=-婚0.间7V征,管子侨为P杯NP键硅管