第一章模拟电子技术

模拟电子技术哈尔滨工程大学信通学院1课程目录第一章半导体器件第二章基本单元电路第三章多级放大电路与频率响应第四章集成运算放大器第五章功率放大电路第六章放大电路中的反馈第七章集成运算放大器的应用第八章信号发生器第九章直流稳压电源2第一章半导体器件（基础）

1.1半导体基础知识一、本征半导体(一)半导体及其特点1、本征半导体：高度提纯的、晶体结构完整的半导体材料单晶体。图1.1.1本征半导体结构示意图2、最常用的半导体材料：硅(Si)和锗(Ge)3、半导体特性：（1）光敏特性；（2）热敏特性；（3）掺杂特性3(二)半导体中的载流子

半导体中的载流子有两种：自由电子和空穴（带正电性，沿着共价键做依次递补的运动）。注意：在一定温度下，电子浓度与空穴浓度相同。

图1.1.2空穴产生示意图

（运载电荷的粒子）4二、杂质半导体（掺过杂质的半导体）按掺杂的不同分为P型(空穴型)和N型(电子型)两种杂质半导体。

(一)P型半导体

在本征硅(或锗)中，掺入微量的三价元素(如硼B)，就形成含大量空穴的P型杂质半导体，如图1.1.3（a）所示。(a)共价键结构

(b)带电粒子分布图

空穴称为多数载流子，简称多子；而将电子称为少数载流子，简称少子。5(二)N型半导体

在本征硅(或锗)中，掺入微量的五价元素(如磷P)，就形成含大量电子的N型杂质半导体，如图1.1.4（a）所示。电子称为多数载流子，简称多子；而将空穴称为少数载流子，简称少子。(a)共价键结构

(b)带电粒子分布图

图1.1.4N型半导体中的载流子

6注意：（1）正、负离子不是载流子，不能参加导电；（2）少子浓度——与温度有关多子浓度——与温度无关。三、PN结

(一)PN结的形成（重点理解）

PN结形成的物理过程实际上就是两种运动：多子作扩散运动，少子作漂移运动。多子浓度差－多子的扩散－空间电荷区（耗尽层）－形成内电场（由正离子指向负离子）－阻止多子扩散，促使少子漂移。

把PN结可称作空间电荷区，因为在PN结中只有不会移动的正、负离子(空间电荷)，而缺少载流子；把PN结称作耗尽区，是指在该区中耗尽了载流子。7(a)多子的扩散(b)PN结形成图1.1.5PN结的形成过程8(二)PN结的单向导电特性1、加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区。

图1.1.6PN结正向加压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。92、娘加反额向电诞压—障—电脚源正折极接N区，负眼极接P区。图1反.1耳.7PN结反向郑加压外电匙场的杰方向尘与内棉电场锄方向词相同翠。外电铺场加串强内自电场劈燕－耗健尽层祖变宽奴－漂筛移运脚动＞驴扩散烤运动并－少券子漂步移形愁成反爸向电害流10综上冤所述地：PN结正虽偏导兵通，闪结电漫流很穗大，熄表现弟低阻四；而而反偏姻时PN结截胃止，哗结电捎流基美本为粥零，和表现迎高阻降，这垄种性戏质称PN结的虹单向重导电良性。(三逆)PN结的颜电容辉效应PN结不脏仅有煮电阻德效应甩，而沟且还逗有电坏容效岩应(佳充放庭电效界应)法，称哑结电碌容。结电盈容与犯结电密阻成浓并联否关系将，如枣图所民示。图1悉.1消.8PN结高坚频等必效电躁路其中质表示愈结电前阻；赔表燃示结贸电容献。础数值厘较小戒，在用中、容低频现下可渔视为著开路湖，但肌在高障频下杀它的席影响孝不可蒙忽视敲，它滔可造寄成反绵向漏推电，爹破坏献单向星导电功性。11(1沃-1胁)当外误加电肿压发超生变珍化时曲，耗天尽层随的宽粒度要饺相应走地随盆之改拖变，烘即PN结中垒存储森的电尘荷量垂要随洗之变去化，影就画像电冶容充袜放电避一样越。2、烂扩散盖电容当外声加正锅向电砖压不梯同时宰，PN结两战侧堆屋积的门少子睬的数脖量及竹浓度蚀梯度须也不栗同，强这就加相当间电容掘的充烫放电忍过程裹。结电来容由梨两种许电容驴组成闭，它给们是辆扩散趁电容蜘及伐阻挡捏层电录容(都或势誉垒电坛容)1、价势垒均电容121.挪2疫半导仓体二少极管一、迟二极诊管的仅结构半导急体二印极管沿是由刃一个PN结(蒜管芯止)加向上电城极引蒜线和盏管壳细构成短的。青从P型区哗引出抬的电航极称页为正丈极；盆与N型区牧相连赛的电列极为给负极饥，其负结构器示意锡图和箭电路照符号喉如图游所示苦。(a)结构悼示意伸图；(b)电路丧符号图1贵.2六.1监二极滴管的境结构捐示意制图与并电路愉符号二极里管按袋结构先不同刷分为点接颠触型和面接诉触型两类裤。13二、漂二极俯管的愁伏安茅特性蹲曲线瞧及电愉流方齐程式二极嫩管的送主要扔特性作就是PN结的腊单向制导电塞特性命，可元以用劫电流哪方程蓬式和签伏安赵特性汪曲线扮来描汤述。（一涛）二战极管统的电盾流方窜程式表示二极管的正向电流；表示二极管的反向饱和电流，即反偏时少子作漂移运动所形成的漂移电流；表示二极管的外加电压；是温度电压当量，常温下14(二挠)伏卫安特逮性曲赴线图1陡.2己.2醋二极贵管的痰伏安湿特性1、效正向日特性当外荐加正峡向电安压较佛小时鉴，不做足以薪克服槐内电况场的币作用轻，扩惰散运立动基自本不杀能进薄行，它因此墙正向燃电流捎趋于村零，古将该吓区称膏为死区。当正向电压增加到一定数值时，开始出现正向电流，此时的电压称为开启电压(或称死区电压)。常温下，硅二极管的；锗二极管的。15当外疤加正竿向电兔压大丸于狠时，间正向握电流地成指童数规本律上单升，饶近似顺线性霉上升岂，因下此，粪将该嫩区称晋为“线性锹工作旁区”。叹注意吨：二规极管头正向愉导通遥时应恢工作强在该泳区。2、腾反向宏特性在反葡向电羽压作萝用下毙，没毕有多颈子做敬扩散声运动捐，只晃有少振子做踢漂移乌运动律，形糟成很出小的内漂移拳电流贺，称泥为反乱向饱映和电百流当温努度一本定，乎表答现饱阁和性梨质，挑因此蜘，将泼该区莫称为浅反向龄饱和鲁区，是管子归基本石显截搅止状腹态。不硅管军的糖约壶在纳绳安(nA紧)量级斩；锗排管约馆在微暗安(μA苹)量级。当反处向电垦压增叼加到源一定蛮数值词时，粗反向怨电流王剧增浆，二隙极管相反向梳击穿滑，曲旗线出陪现长友尾现汉象，脊将该杯区称黄为反坦向击辈穿区厕，所籍对应慢的反而向电母压敬称泼反向室击穿液电压救。16三、细环境雷温度胀对伏竿安特分性曲故线的典影响图1迹.2主.3凯伏是安特坑性曲滴线受招温度羡的影帐响四、摘二极权管的社主要撞参数(一)最大整流电流：二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大正向电流的平均值。其大小由PN结的面积和散热条件决定。(二)反向击穿电压：二极管允许承受的最大反向工作电压。17(三)反向电流：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(uA)级。(四)最高工作频率：该参数决定于PN结的结电容大小。五、艳二极辫管电努路的峰分析涨方法(一取)二您极管笑的直诊流电港阻与狗交流猜电阻1、歇直流肤电阻图1.2.3所示为二极管正向伏安特性曲线，在该曲线上若选定Q点为直流工作点，我们把Q点处的直流电压与相应的直流电流的比值定义为二极管在该点的直流电阻，也称静态电阻，用表示，即18可见，二极管直流电阻的几何意义就是连接坐标原点与Q点的直线OQ斜率的倒数；还可以看出，的大小与Q点的位置有关。当Q点位置不同时，OQ直线的斜率不同，则直流电阻就不相同了。通常工作点Q越高，其直流电阻越小。192、嘉交流沸电阻在图1.2.3中二极管正偏导通后，当两端的电压在Q点附近发生变化时，流过二极管的电流也要相应的变化。我们把电压变化量与电流变化量的比值定义为二极管在Q点处的交流电阻，用表示，即可见傲，二仪极管热交流务电阻恼的几锦何含箩义就凝是过Q点的闯外切齐线斜静率的这倒数眠。同荒时也末能看岩出，卷交流尽电阻rd的大惜小与Q点的宅位置咱有关挪，Q点位购置改全变时灵，其皆外切跨线的荣斜率亦也变菌化，乘交流隶电阻禽也就胖不相部同了部。Q点越砖高，鹿交流妙电阻谜越小仓。当很小时，近似等于特性曲线在Q点处的导数，只需对二极管电流方程求微分就可得到。20(二愧)图蜘解法图解扬法常送用于甚确定泉二极叠管在射直流鸟工作财状态梅下的剂电压盯和电帆流。(a)电路(b)图解倍过程图1脏.2圈.4青二极常管电恩路的短图解挤分析富法21(三廉)等秒效电喘路法将二神极管翻的伏祝安特卵性曲展线进尖行分享段线圾性化距处理祖，就驴可以离用某谣些线涉性元谈件来旅近似胡地代谅替二宣极管改，从您而得层到二兰极管隔的等砌效电描路，誉常用箱的有葬下面栋几种律等效粥电路姿。1、薪理想津二极升管图1盼.2递.5泻理想此二极才管的沉伏安法特性(a)二极天管正温偏导羞通相猾当于放开关层闭合证；(b)二极映管反旬偏截影止相仍当于献开关排断开图1数.2嫂.6部理佣想二暮极管糊的开蜻关作哪用222、艘考虑湖正向那压降潮时的则等效沃电路图1.2.7考虑时的等效电路3、考虑和正向特性斜率时的等效电路图1.2.8考虑和正向特性斜率时的等效电路234、鉴微变灵等效解电路

当二极管两端的电压在某一固定值附近作微小变化，而且只研究这一电压微变量与电流微变量之间的关系时，我们可以用特性曲线在该固定点处的切线来代替这一小段曲线，如图1.2.9所示，这样，电压变化量与电流变化量之比为一常数，即为二极管在该点的动态电阻，所以可用动态电阻来等效地代替二极管，如图1.2.9(b)所示。图1闯.2衬.9效二碑极管量的微蒙变等商效电标路24六、冬稳压搂二极茄管（利接用反藏向击庙穿现淹象具靠有稳稍压效康应而用特制雾的二栋极管挠称稳本压二缺极管柳，简坐称稳罗压管矩）(一替)稳布压效循应如图1.2.3（a）所示，在反向击穿区取一个较大的电流变化量，对应的电压变化量基本为零，这就是稳压效应。(a)伏安程特性吴(b)符号图1.冶2.叙3亲稳压富管的辅伏安纤特性愚曲线艳及符跳号25

(1在-2许)若，则稳压管进入反向饱和区，没有稳压作用；若时，则会引起管子过热而损坏。稳压管使用时的接法如图1.2.4所示。图1竿.2潮.4姑稳压尽管的卫使用简条件为了马保证蜡稳压匪管工欣作在板反向简击穿泄状态铃，作智稳压幕使用狮时必案须反驻向加怀压，提并且味还必罗须加傅限流鬼电阻忧，其巴作用宰保证西工作贡电流驳满足26(二究)稳链压管晃的主玩要参慌数1、稳定电压：在规定的稳压管反向工作电流下，所对应的反向工作电压。2、动态电阻：指稳压管两端电压的变化量与所对应的电流变化量之比值，即它是描写反向击穿线垂直程度的参数。越小，击穿线越垂直，稳压性能越好。理想的稳压管。273、最小稳定工作电流：指稳压管具有正常稳压作用的最小稳定电流。【稳压使用时，要求。】4、最大稳定工作电流：指稳压管具有正常稳压作用时的最大稳定电流。【稳压使用时，要求。】5、稳定电压的温度系数：反映稳定电压UZ受温度影响的参数。6、额定功耗：稳压管允许温升所决定的参数，其大小为281.烂3眼半眯导体苍三极池管半导聚体三书极管庸简称义晶体闲管或究三极顶管，秘它是砌在一抛块半仍导体忙晶片辣上制耐造三争个掺最杂区附，形羊成PN两个移结，各再引支出三济个电导极，轨用管础壳封保装。候三极尿管的疫主要困特点坝是电螺流放追大作葵用。一、疮三极宋管的适结构拳与种级类(一零)台结构玩：NP叹N型、PN死P型（丝式根据保三极锁管内连三个踏掺杂败区排麦列方葱式的铜不同钓）。图1疫.3超.1NP省N型三苏极管29图1夕.3倘.2PN竟P型三送极管图1吊.3御.1关(b)与图远1.里3.续2(b)所示膊为NP咱N与PN抹P的代伸表符贸号，碑其中际箭头胁表示痕发射香结正汁向导作通时障的电陕流方渣向。NP醋N型与PN璃P型的债差别飘在于雨电流凭方向求相反竞。30为保广证三妙极管斗具有严电流狭放大袍作用秤，制清造三信极管愤时必将须满纷足以考下工声艺要尿求：(1傲)基械区必勿须做农得很哀薄(价几至戏十几诵微米拾)，首而且雄掺杂滨浓度程最低薪(与辅发射技区和步集电旬区相暂比)作。(2菜)发贞射区贝的掺孩杂浓宣度远识大于挂基区监的掺谊杂浓血度。(3帽)集柿电区逝比发闭射区歉体积迷大，常且掺孔杂浓拉度低庭。【可楚见，欠虽然达发射源区与看集电碍区是眼用同师类型值半导臂体材幅料制意成，的但由础于它拨们掺丽杂浓宇度不妻同使往形成坚的两海个PN结是携非对园称结猾，发思射极郊与集乏电极钳的功竭能不偏同，薪在将蔽三极每管用似作放狡大管能时，晶其发西射极摊和集猎电极聚不能瞎互换血，否首则管腿子的桶参数幅与特惩性将缩慧发生依变化归。】(二爽)介材料吸：Si吉、G未e(三品)求功率与：大触功率隙、小写功率(四映)仿工作服频率顽：低叙频管惰、高业频管31二、瘦三极接管的小放大厉原理(一置)载网流子辣的传植输过生程图1毯.3元.2超三突极管盾内部原载流突子运担动与邮外部送电流此时房诚三极偶管处渡于导割通状负态：共发射颈结正坦偏，秆集电海结反麦偏。321、逆发射批区和氏基区洗的载身流子哥运动悼情况伤：2、绿基区咳和集精电区尊的载删流子雅运动王情况呢：各极爬电流些表达障式：(二捉)电待流分座配关亩系为了定量地描写与之间的关系，定义一个直流电流放大系数

这个铲比例娃关系酱就是赵电流加分配晓关系星，它与矮管子猎的结积构有扁关。33因为，所以，而当输混入、立输出个回路米的公尿用端泰为基臭极时劈燕的电赠路称定为共姥基电摄路，鼻简记址为C·粮B，示出忘了共设基电汤路的眉剖面隐图。图1闭.3染.3录共条基接觉法剖渡面图34同样可定义直流电流放大系数

和的关系满足公式管子做成后，与的比例关系基本固定，因此能够通过改变的大小控制，这就是所谓三极管的电流放大作用。与相类似，我们把集电极电流变化量与基极电流变化量的比值定义为三极管交流电流放大系数，即一般情况下，与差别很小，在分析估算中常取对于共基电路，同样可定义交流电流放大系数，即同理有对于与同样也有35三、犁三极冬管的蹄输入示特性默与输僵出特动性(一薯)输找入特陶性曲渴线族三极管的输入特性曲线与二极管相同，表示以为参变量时和的关系，即图1掀.3扫.4度(a)是一肆个硅NP如N管的车输入射特性蛇曲线冲。下沟面分仗两种休情况灿来讨减论。1、时，b、e极间加正向电压。2、时，b、e极间加正向电压。36(a)输入士特性听；炼(b)输出晴特性图1演.3贤.4漠三极骗管的贷伏安夕特性37(二美)输蔑出特倒性曲际线族如图1.3.4(b)示，三极管的输出特性曲线表示以为参变量时，和的关系，即输出纯特性靠曲线蜂族共企分四服个区赚：1、志放大撒区（代线性袄放大援区）三极管工作在该区时要求E结正偏，C结反偏。与有一一对应的关系。该区具有两个性质：受控性与恒流性。受控性是指的变化控制的变化。恒流性是指该区中基本不随而变化。2.愧截止雅区习惯上，把的区域称截止区。而实际上，当(b极开路)时，管子没有电流放大作用。通常，E结反偏时管子截止。383.镇饱和狗区随着的增大基本成正比例上升关系，管压降很小，称饱和压降。对小功率管约为(0.3～0.5)V。与无控制关系，当然也没有电流放大作用。以上怎三个页区代窑表了朝三极抽管的咳三种压工作察状态撤，在狱低频朴放大扭电路弯中，谜管子凯应工危作在园放大帐状态素。四、序三极蔬管的血主要蚂参数三极造管的烫参数剩是用礼来表恩征管皱子性惯能优留劣和颗适应饿范围惩的指哀标，翅是选戒管的垦依据旦。为熟了使拴管子闷安全绿可靠傲地工旬作，丧必须绘注意渐它的慎参数肉。39(一谱)直厨流参顾数1、共射直流电流放大系数当时，2、共基直流电流放大系数当可忽略时，3、踪蝶极间科反向止电流（1）反向饱和电流指发冷射级鲁开路亦时，狭集电脾极与锣基极朽间的份反向等饱和模电流劳。（2）穿透电流指基极开路时，集电极与发射极间的穿透电流。它与的关系是40（二尊）交茎流参坟数（典描述挨晶体裂管对笨于动袍态信轨号的览性能断指标出）1、共射交流电流放大系数2、共基交流电流放大系数近似分析中可以认为，(三勿)极氏限参池数（罚表征势在使脊用管盆子时妹不宜记超过沉的限隔度）1、集电极最大允许功耗集电极的功率损耗(简称功耗)。使用时，要求，否则管子会过热而烧毁。值决定于管子允许的温升。41临界功耗线是一条双曲线，如图1.3.5示。在需要输出大功率时，应选值大的功率管，同时必须注意满足其散热要求。三极壤管的姥极限毅参数2、集电极最大允许的电流在放大区内，值基本不变，但当IC超过一定数值后，β将明显下降。规定当下降到额定值的时对应的值为。的区域称过流区。423、截反向轧击穿霸电压(1)指集电极开路时，发射结允许加的最高反向电压。超过此值，发射结将出现反向击穿。一般平面管的只有几伏，有的甚至不到1V。(2)指发射结开路时，集电结允许加的最高反向电压。一般管子的为几十伏。(3)指基昌极开构路时砌，集正电极跪与发义射极慰间允奔许加甜的最晴高反去向电的压。43图1塑.3添.6条幅频雨特性(四陶)频逼率参健数1、共射截止频率当信处号频蓝率较仿高时丑，由坊于管希子内窃部的正电容丸效应乡丰作用领明显晋，使佳值下典降。虫当下革降到鱼中频格值的价0.蛾70躬7倍兆时对疼应的臂频率嚼称共及射截屈止频飞率娃。如民图所则示。442、身共射纯特征太频率指当时的频率。当时，管子失去放大作用。五、此环境视温度盈对三寇极管魂参数谊的影悲响(一)温度对的影响硅管的比锗管小得多，优良的硅管可以做到10nA以下。因此，对硅管来说，随温度的变化往往不是主要问题，因此得到广泛地应用。温度对三极管参数的影响主要表现在、与上。由于它们随着温度的变化较大，会使放大电路的稳定性受到破坏，必须设法克服。45(二)温度对的影响三极管的值随着温度的升高而增大。其规律为每升高1℃，值增加(0.5～1)％。(三)温度对的影响当一定，温度每升高，减小2mV左右，或者说，对相同的，会随着温度的升高而增加，如图1.3.7所示。图1野.3娇.7UBE受温迷度的千影响46六、腰三极疤管的h参数吵微变包等效能电路观及其示参数h参数磨微变理等效翻电路锡是在烦晶体仔管中责频运朋用下显、小向信号春等效塌画出珍来的殿电路倚，所兽以它由适用鉴于中钓频段典，而魄且经时常采碍用它纱简化馅的h参数她微变只等效脂电路乎进行苏分析紫计算袜。下面待讨论h参数庄微变夫等效那电路衔简化崇的条粥件及内等效佩电路狂参数阀的确孟定。在小但信号续作用讽下，他将非版线性淘的三加极管深输入糕、输扬出特卸性曲但线作嘉线性末化处易理，躺这就挑是h参数彩微变慰等效针电路寺，如活图所母示。首先饼忽略茎两个足次要版因素松：一体是管消子在少放大睛状态叶下，暑输出悼电压劳对输棒出电急流的练影响麻，认蕉为输灭出特伟性曲足线基浅本水芹平，携即其认嫁为开扎路；关二是零输出孝电压融对输隐入特冶性的滑影响批，认病为山时淡的输防入特蓝性可驳以代佣表梯的俯所有子情况积。因辞此图滥1.句3.佣8(b)称简炒化的h参数粮微变背等效奔电路铺。47（a）输入跪、输互出特愈性为察非线捧性特摇性；残(b)简化借的h参数警微变驾等效坡电路图1轻.3以.8富将三冬极管泰等效证为线燃性电幸路可以用公式计算其中指基区的区电阻。对低频小功率管约为(实验值)；该式表明，的大小与Q点(静态工作点)的位置有关，在输入特性曲线上Q点越高，越大，越小。的几何意义是表征过Q点外切线的倒斜率。481.色4希场效句应晶善体管陕(FE绑T)场效洽应管(FE硬T)是利死用输宫入回苗路的活电场孩效应弯来控抵制输源出回嚷路电谦流的扎一种孤半导累体器柄件，开属于做压控连器件规。由耳于它阻仅靠或多子茄参加旗导电足，又凳称单极帽型晶罢体管。一、凶结型榨场效若应管徒(JF舞ET)结型塘场效据应管又有N沟道逃和P沟道乘两种遵类型偏。图1喉.4塞.1患是N沟道唤结型资场效答应管承的结现构示金意图刘，图如1.狐4.靠2（a）是N沟道脸结型狠场效舌应管信的符从号。码图中份，在墨同一给块N型半脊导体棚上制瓦作两碌个高或掺杂父的P区，刻并将缩慧它们扔连接蕉在一虏起，聪所引限出的腹电极负称为栅极G，N型半秒导体恩的两忍端分尤别引击出两眼个电率极，担一个干称为漏极D，一个歇称为源极S。P区与N区交某界面怀形成耗尽阅层，漏青极和玻源极如间的锦非耗呈尽层霞区域适称为导电再沟道。注意：箭喇头指浸向是PN结的弱正偏拾方向49图1亮.4杂.1N沟道弊结型饿场效菊应管撞的结滨构示暴意图(a)N沟道素管确（b）P沟道沙管图1羽.4窃.2甚结拆型场展效应夹管的由符号50(一太)庆结型担场效痛应管中的工瓜作原遇理1、当（即、短路）时，导电沟道的控制作用图1.4.3时，对导电沟道的控制作用当且时，耗尽层很窄，导电沟道很宽，如图1.4.3(a)所示。当增大时，耗尽层加宽，沟道变窄（如图1.4.3(b)所示），沟道电阻增大。当增大到某一数值时，耗尽层闭合，沟道消失（如图1.4.3(c)所示），沟道电阻趋于无穷大，称此时的值为夹断电压。512、当为～0中某一固定值时，对漏极电流的影响。若，则有电流从漏极流向源极，从而使沟道中各点与栅极间的电压不再相等，而是沿沟道从源极到漏极逐渐增大，造成靠近漏极一边的耗尽层比靠近源极一边宽。换言之，靠近漏极一边的导电沟道比靠近源极一边的窄，如图1.4.4(a)所示。（a）（b）（c）图1.4.4且的情况52因为栅－漏电压，所以当逐渐增大时，逐渐减小，靠近漏极一边的导电沟道必将随之变窄。一旦的增大使等于，则漏极一边的耗尽层就会出现夹断区，如图1.4.4(b)所示，称为预夹断。若继续增大，则，耗尽层闭合部分将沿沟道方向延伸，即夹断区加长，如图1.4.4(c)所示。因此，当时，当增大时几乎不变，即几乎仅仅决定于，表现出的恒流性和受控性。53(二桐)来结型诸场效舟应管木的特丸性曲冈线1、消漏极结特性被（输但出特平性曲阳线）描述当栅－源电压为常量时，漏极电流与漏－源电压之间的函数关系，即对应于一个，就有一条曲线，因此漏极特性为一族曲线，如图1.4.5（b）所示（a）转移毙特性哗（b）漏极友特性图1从.4酸.5城结型最场效绿应管铺的特厉性曲悉线54场效骆应管挂有三武个工舟作区若：(1)可变电阻区：图1.4.5（b）中的虚线为预夹断轨迹，它是各条曲线上使的点连接而成的。预夹断轨迹的左边区域称为可变电阻区，该区域中曲线近似为不同斜率的直线。恒流就性和利受控陕性利用心场效铲应管采作为块放大艰管时烦，应誉使其葬工作楼在该历区域军。(3)夹断区：当时，导电沟道被夹断，。(2白)恒流加区（假饱和蜻区）：各泡曲线耻近似眼为一箱组恒径轴的纲平行酷线。552、吉转移毁特性描述昆当漏绿－源匆电压蒸为刊常量夹时，椅漏极经电流码与栅仓－源急电压带之课间的虑函数覆关系弦，即当场危效应腿管工泡作在火恒流乓区时猫，可培以用胁一条妇转移码特性抽曲线姜代替滑恒流搭区的辨所有担曲线更。如轨图1俯.4椒.5祥（a）所示柿。可附见转鉴移特辫性曲乳线与换漏极灯特性辽曲线披有严串格的沿对应两关系泻。

根据半导体物理中对场效应管内部载流子的分析可得到恒流区中的近似表达式为应当指出：为保证N沟道结型场效应管栅－源间的耗尽层加反向电压，。56二、丹绝缘湖栅型沾场效另应管绝缘迷栅型谷场效叠应管避的栅可极与弦源极潮、栅僻极与路漏极华之间弃均采怀用Si邮O2绝缘戏层隔皇离而副得名油。又轰因为概栅极抗为金皇属铝顾，故闹又称鼠为MO狸S管。MO每S管分申为四肾种类衰型：N沟道偶耗尽永型管养、N沟道凤增强孤型管渡、P沟道榆耗尽射型管谁和P沟道惊增强那型管屠。下面梨以N沟道引耗尽踢型管为例寻进行模讲解便：（一密）结做构与衰符号B端为唐衬底海，经预常与月源极侍短接栏在一甲起。(a)结构房诚图；被(b)符号图1策.4超.6N·耗·MO盏S管的敌结构叛与符顷号57（二震）N沟道秧的形乎成（边导电碰粒子绵为自畅由电豆子－N型半灯导体坚的多略子）

当不加外电场()时，在二氧化硅层中事先掺入的正离子(带正电荷)由于静电感应能在P型衬底表面处(两N+区之间)感应出同等数量的负电荷(电子)，形成N型导电沟道（又称反型层），把两个N+区连接起来。图1懂.4陆.7N沟道广的形俗成与炒外电常场对N沟道抽的影答响反型丹层的现形成古是MO贞S管能勾工作迫的关漆键。必须案指出：当妇不加鼠外电混场时N沟道湖就已都经存迎在，溜这是龄耗尽劫型的研特点叼。58（三盗）特怕性曲孙线及倦工作炸原理(a)转移复特性供；漫(b)漏极严特性图1司.4烂.8N·耗·MO腰S管的简特性嘱曲线591、竹转移悄特性如图1.4.8(a)所示，转移特性曲线与N沟道结型管相仿，不同的是可以为正值。转移特性反映对的控制规律，控制原理可以分四种情况讨论：(1)时，来源于外电场VGS正极的正电荷使SiO2中原有的正电荷数目增加，由静电感应，N沟道中的电子随之作同等数量的增加，N沟道变宽，沟道电阻减小，漏电流成指数规律的增加。(2)时，N沟道已经存在，因此不为零，仍记以IDSS，但不是最大值。(3)时，来源于外电场负极上的负电荷抵消一部分SiO2中原有的正电荷，使其数目减少，沟道变窄，沟道电阻增加，从而漏电流ID成指数规律减小。(4)时，SiO2层中的正电荷全部被负电源中和，N沟道中电子全部消失，也就是说N沟道不存在了，沟道电阻为无穷大，漏电流，管子截止(夹断)。60综上淘述可其知，MO蔽S管与J型管烧的导预电机厕构不舟同。J型管仙利用研耗尽队区的生宽窄叛度控哭制漏扒流驴；阻而MO写S管是兆利用窗感应炮电荷丢的多乌少改善变导垒电沟绞道的朱性质盖，从主而达固到控卖制灭的千目的.2、声漏极舅特性如图析1.聚4.瘦8戚(b)所示洲，MO鼓S管的织漏极辽特性游与J型管雕类似忌。泊对N沟道咏也有阁楔形存影响暂。梳越大湿，N沟道霜的楔饰形程险度越显严重允。蜡一泻定，营楔形蔽一定档。改猪变斗大小锅可改贷变N沟道握的宽盲窄度拥，扶从炮正到轻负，奏即漏警极特货性曲糊线由臭上而钉下，旁反映洒对拐的垄控制闹作用披。可单见，优这种传管子验也有旗受控趁性及哨恒流库性，魂也分钩三个麦区。61三、屑场效榴应管渗的主绵要参灿数(一抓)直惨流参元数1、夹断电压：是指在为常量情况下，时对应的值。适用于J型管及耗尽型的MOS管。约有几伏数量级。2、开启电压是指在为常量情况下，使大于零所需要的最小值。适用于增强型MOS管。3、饱和漏极电流：对于耗尽型管，在UGS=0情况下产生预夹断时的漏极电流定义为。4、直流输入电阻：指栅－源电压与栅极电流的比值。对于J型管，在107Ω至109Ω；对MOS管一般可达1012Ω至1015Ω。62(二鼠)交笑流参宅数低频跨导：（