电子电路硬件培训课件

从零开始学习

电子技术魔力创造美从零开始学习

电子技术魔力创造美1工具常用工具如何使用工具常用工具2常用的工具有：烙铁、焊锡丝松香、助焊剂镊子、偏口钳吸锡器高温海绵万用表螺丝刀胶枪常用的工具有：烙铁、焊锡丝3电烙铁：电烙铁：4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。所以不用烙铁时不要总是给它供电，要及时断电。

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5焊锡丝焊锡丝6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，长期使用对人体有害，所以使用时要注意通风。焊锡丝内一般都含有助焊的松香，不用专门加助焊剂。7松香、助焊剂松香、助焊剂8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。焊剂就是用于清除氧化膜的一种专用材料，又称助焊剂。

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9助焊剂有三大作用：

1.除氧化膜。实质是助焊剂中的物质发生还原反应，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。

助焊剂有三大作用：1.除氧化膜。实质是助焊剂中的物质发生还10镊子镊子11偏口钳

用于剪切细小的导线及焊后的线头

偏口钳

用于剪切细小的导线及焊后的线头12吸锡器吸锡器13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。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14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，即使因使用频繁而破损，也可以轻易更换吸咀。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15高温海绵：高温海绵：16高温海绵也可以叫耐高温清洁棉，用于清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。高温海绵也可以叫耐高温清洁棉，用于清洁使用中的高温烙铁头。17万用表万用表18万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。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19螺丝刀螺丝刀20使用范围:

适合拆解笔记本电脑、维修手机等电视、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。使用范围:

适合拆解笔记本电脑、维修手机等电视、电话、眼镜、21胶枪、热熔胶棒胶枪、热熔胶棒22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。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。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23全国电子专业人才考试主管单位：中华人民共和国工业和信息化部主办单位：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：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全国电子专业人才考试主管单位：中华人民共和国工业和信息化部24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。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25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。考试收费：每科每人270元证书查询网站：工信部人才交流中心官方网站www.miitec26电子设计应学好的几本书《电路》《数字电子技术基础简明教程》《模拟电子技术基础》《高频电子线路》电子设计应学好的几本书《电路》27常用基本电子元器件电阻电容电感半导体器件二极管、三极管、场效应管（MOS管）常用基本电子元器件电阻28电阻电阻29电子电路硬件培训课件30基本单位：欧姆（Ω）常用单位：千欧（KΩ）兆欧（MΩ）单位换算：1M=103K1K=103Ω电路中符号：基本单位：欧姆（Ω）常用单位：千欧（KΩ）兆欧（MΩ）单位换31电阻阻值识别方法：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电阻阻值识别方法：普通碳膜电阻分为四色环电阻跟五色环电阻两种32金银无色5%10%20%误差：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。有时候单凭经验不一定能读对，还要借助一些工具，比如万用表等。金银无色误差：首先先判断色环第一位与最后一位33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的次方就是阻值。如：棕红红

金

其阻值为：12X102=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：220X101=2.2K其误差为5%判断好最后一位并读出其误差后再从第一位开始读取34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五色环电阻的前四位，即没有误差那一位，计算方法都一样。如：104阻值为：10

X104=100K贴片电阻阻值：35电容电容36电子电路硬件培训课件37基本单位：法拉（F）常用单位：微法（μF）皮法（pF）不常用单位：纳法（nF）换算关系：1F=106μF1μF=106pF1μF=103nF1nF=103pF基本单位：法拉（F）38电容分类：﹛电解电容（有正负极之分）无极性电容（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：电容分类：﹛电解电容（有正负极之分）无极性电容（无正负极）根39容量读取：一般无极性电容的标注方法与贴片电阻的标注方法一致，如101，102，103等，如无单位标注则默认其单位为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μF。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。容量读取：一般无极性电容的标注方法与贴片电阻的标注方法40电感电感41基本单位：亨利（H）常用单位：微亨（μH）换算关系：1H=106μH电路中符号：基本单位：亨利（H）电路中符号：42感抗读取：一般电感都是直接标注，感抗、单位直接标注一般常用电感的单位是μH。有一种比较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μH感抗读取：一般电感都是直接标注，感抗、单位直接标注431.1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、绝缘体和半导体。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称为价电子。1.1半导体的基本知识在物理学中，根据材料的导电能力44

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)

硅原子空间排列及共价键结构平面示意图45本征半导体的共价键结构束缚电子在绝对温度T=0K时，所有的价电子都紧紧束缚在共价键中，不会成为自由电子，因此本征半导体的导电能力接近绝缘体。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。本征半导体的共价键结构束缚电子在绝对温度T=0K时，所有的价46

这一现象称为本征激发，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，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。空穴这一现象称为本征激发，也称热激发。当温度升高47电子空穴对的特点：（1）由本征激发成对产生由复合运动成对消失。（2）数量受温度影响。（3）动态平衡时，浓度一定

与本征激发相反的现象——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空穴电子空穴对电子空穴对的特点：与本征激发相反的现象常温300K时48自由电子：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：自由电子：带负电荷-逆电场运动-电子流+4+4+4+4+49多余电子磷原子硅原子多数载流子——自由电子少数载流子——空穴++++++++++++N型半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）多余电子磷原子硅原子多数载流子——自由电子少数载流子——50

在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。空穴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型半导体在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。空穴硼原子51杂质半导体的示意图++++++++++++N型半导体多子—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，与温度无关杂质半导体的示意图++++++++++++N型半导体多子—电52内电场E因多子浓度差形成内电场多子的扩散空间电荷区

阻止多子扩散，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

内电场E因多子浓度差形成内电场多子的扩散空间电荷区53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＝漂移电流总电流＝0势垒UO硅0.5V锗0.1V少子漂移补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E多子扩散542.PN结的单向导电性(1)加正向电压（正偏）——电源正极接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IF正向电流

动画演示42.PN结的单向导电性(1)加正向电压（正偏）——电源正55(2)加反向电压——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。

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IRPN

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(2)加反向电压——电源正极接N区，负极接P区外56PN结的单向导电性:定义：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PN结的单向导电性:定义：加正向电压，简称正偏加反向电压，简573.PN结的伏安特性曲线及表达式

根据理论推导，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3.PN结的伏安特性曲线及表达式根据理论推导，PN581.2半导体二极管二极管=PN结+管壳+引线NP结构：符号：阳极+阴极-1.2半导体二极管二极管=PN结+管壳+59分类：(1)点接触型二极管

PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。分类：(1)点接触型二极管PN结面积小，结电容小，60(3)平面型二极管

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。(3)平面型二极管用于集成电路制造工艺中。(2)61半导体二极管的型号国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：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。半导体二极管的型号国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：262电子电路硬件培训课件63电子电路硬件培训课件64二、二极管基本电路及其分析方法例：IR10VE1kΩD—非线性器件iuR—线性器件二、二极管基本电路及其分析方法例：IR10VE1kΩD—非线65图解分析法：例1(a)图例：已知伏安特性，求UD、ID。线性线性：vD=

UI-iDR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——画直线又称为负载线vD=

0iD=

VI/R=1mAvD=

1ViD=(VI-vD)/R=0.9mA静态工作点QVD0.7VID0.95mA解图解分析法：例1(a)图例：已知伏安特性，求UD、ID。66等效电路（模型）分析法（

二极管U-I特性的建模）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等效电路（模型）分析法（二极管U-I特性的建模）UD=67例：二极管构成的限幅电路如图所示，R＝1kΩ，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和输出电压uo解：（1）采用理想模型分析。

采用理想二极管串联电压源模型分析。例：二极管构成的限幅电路如图所示，R＝1kΩ，UREF=2V68（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源模型分析电路并画出相应的输出电压波形。解：①采用理想二极管模型分析。波形如图所示。0-4V4Vuit2V2Vuot（2）如果ui为幅度±4V的交流三角波，波形如图（b）所示，6902.7Vuot0-4V4Vuit2.7V

②采用理想二极管串联电压源模型分析，波形如图所示。02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V②采用理想二极管70三、二极管的主要参数

(1)最大整流电流IF——二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最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。三、二极管的主要参数(1)最大整流电流IF——二极管长71当稳压二极管工作在反向击穿状态下,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－限流电阻当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在Izmax和72

稳压二极管的主要参数

(1)稳定电压UZ——(2)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IZ＜IZmin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。稳压二极管的主要参数(1)稳定电压UZ——(273特殊二极管：

1、变容二极管：

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：5－300pF，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（1－2.5V），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。特殊二极管：1、变容二极管：2、光电二极管：3、发光二极管74光电二极管利用半导体的光敏特性，其反向电流随光照强度的增加而上升。IV照度增加符号：光电二极管利用半导体的光敏特性，其反向电流752.发光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，它的电特性与一般二极管类似，正向电压较一般二极管高，电流为几~几十mA符号：2.发光二极管有正向电流流过时，发出一定波长范围76

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运行，因此，被称为双极型晶体管（BipolarJunctionTransistor,简称BJT）。

BJT是由两个PN结组成的。1.3三极管半导体双极型三极管，俗称晶体三77一.BJT的结构NPN型PNP型符号: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一.BJT的结构NPN型PNP型符号:三极管的结构特点:78饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE＜0.7

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。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:饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE＜0.779BJT的主要参数（2）共基极电流放大系数：

iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取20~200之间2.31.5（1）共发射极电流放大系数：1.电流放大系数BJT的主要参数（2）共基极电流放大系数：iCE△=20uA80

2.反向击穿电压:

①

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。其值一般几伏～十几伏。②U（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。③U（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：2.反向击穿电压:①U（BR）EBO——集电极开路时，81

※半导体三极管的型号第二位：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高频小功率管、A高频大功率管、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※半导体三极管的型号第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、第82电子电路硬件培训课件83双极型三极管的参数参数型

号

PCM(mW)12512510050050W100250WICM(mA)URCBO(V)URCEO

(V)UREBO

(V)ICBO

(μA)fT

(MHz)3AX31D1252012≤6*≥83BX31C1254024≤6*≥83CG101C30450.11003DG123C5040300.353DD101D5A3002504≤2mA3DK100B302515≤0.13003DK2330A4003258注：*为f

双极型三极管的参数参数型号PCM(mW)12512841.4场效应三极管

BJT是一种电流控制电流的元件(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：

绝缘栅型场效应管结型场效应管N沟道P沟道

场效应管（FieldEffectTransistor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，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1.4场效应三极管BJT是一种电流控制电流的85一、结型场效应管两个PN结夹着一个N型沟道（P区高掺杂）。三个电极：G：栅极D：漏极S：源极符号：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8一、结型场效应管两个PN结夹着一个N型沟道（P区高掺杂）。862.结型场效应管的工作原理

（1）栅源电压对沟道的控制作用②当│uGS│↑时，PN结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。③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=0

①当uGS=0时，为平衡PN结，导电沟道最宽。2.结型场效应管的工作原理（1）栅源电压对沟道的控制作用87（2）漏源电压对沟道的控制作用

在漏源间加电压uDS，令uGS=0

由于uGS=0，所以导电沟道最宽。

①当uDS=0时，iD=0。②uDS↑→iD↑

→靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布。③当uDS↑，使uGD=uGS-

uDS=UP时，在靠漏极处夹断——预夹断。预夹断前，uDS↑→iD↑。预夹断后，uDS↑→iD几乎不变。④uDS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（2）漏源电压对沟道的控制作用在漏源间加电压uDS，88（1）输出特性曲线：iD=f（uDS）│uGS=常数

3、结型场效应三极管的特性曲线uGS=0VuGS=-1V设：UP=

-3V（1）输出特性曲线：iD=f（uDS）│uGS=常数89四个区：恒流区的特点：△iD/△uGS=gm≈常数

即：△iD=gm△uGS

（放大原理）

（a）可变电阻区（预夹断前）。

（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10四个区：恒流区的特点：（a）可变电阻区（预夹断前）。90

一个重要参数——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。

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。一个重要参数——跨导gm：gm=iD91（2）转移特性曲线：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的一条转移特性曲线：（2）转移特性曲线：iD=f（uGS）│uDS=常数92二、绝缘栅型场效应管

绝缘栅型场效应管(MetalOxide

SemiconductorFET)，简称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动画演示12二、绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管(Meta93（2）工作原理

再增加uGS→纵向电场↑→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。①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uGS＞0V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（2）工作原理再增加uGS→纵向电场↑①栅源电压uG94

②漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用

当VGS＞VGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压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关系

VDS=VDG＋VGS

=－VGD＋VGS

VGD=VGS－VDS

当VDS为0或较小时，相当VGS＞VGS(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

14②漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用

当95

定义：

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，在相同的漏源电压uDS作用下，漏极电流ID越大。定义：N沟道增强型MOS管的基本特性：96（3）特性曲线：输出特性曲线：iD=f(uDS)uGS=const可变电阻区IDO是UGS=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（3）特性曲线：输出特性曲线：iD=f(uDS)97

可根据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

转移特性曲线：

iD=f(uGS)uDS=const可根据输出特性曲线作出移特性曲线。UT转移特性曲线：982、N沟道耗尽型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uGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。

当uGS＜0时，沟道变窄，iD减小。符