常用半导体器件原理

常用半导体器件原理第1页，课件共71页，创作于2023年2月2.1.2本征半导体纯净的硅和锗单晶体称为本征半导体。

硅和锗的原子最外层轨道上都有四个电子，称为价电子，每个价电子带一个单位的负电荷。因为整个原子呈电中性，而其物理化学性质很大程度上取决于最外层的价电子，所以，硅和锗原子可以用简化模型代表。第2页，课件共71页，创作于2023年2月每个原子最外层轨道上的四个价电子为相邻原子核所共有，形成共价键。共价键中的价电子是不能导电的束缚电子。

价电子可以获得足够大的能量，挣脱共价键的束缚，游离出去，成为自由电子，并在共价键处留下带有一个单位的正电荷的空穴。这个过程称为本征激发。

本征激发产生成对的自由电子和空穴，所以本征半导体中自由电子和空穴的数量相等。第3页，课件共71页，创作于2023年2月价电子的反向递补运动等价为空穴在半导体中自由移动。因此，在本征激发的作用下，本征半导体中出现了带负电的自由电子和带正电的空穴，二者都可以参与导电，统称为载流子。

自由电子和空穴在自由移动过程中相遇时，自由电子填入空穴，释放出能量，从而消失一对载流子，这个过程称为复合。第4页，课件共71页，创作于2023年2月

平衡状态时，载流子的浓度不再变化。分别用ni和pi表示自由电子和空穴的浓度(cm-3)，理论上其中T为绝对温度(K)；EG0为T=0K时的禁带宽度，硅原子为1.21eV，锗为0.78eV；k=8.63

10-5eV/K为玻尔兹曼常数；A0为常数，硅材料为3.87

1016cm-3K-3/2，锗为1.76

1016cm-3K-3/2。2.1.3N型半导体和P型半导体

本征激发产生的自由电子和空穴的数量相对很少，这说明本征半导体的导电能力很弱。我们可以人为地少量掺杂某些元素的原子，从而显著提高半导体的导电能力，这样获得的半导体称为杂质半导体。根据掺杂元素的不同，杂质半导体分为

N型半导体和P型半导体。

第5页，课件共71页，创作于2023年2月一、N型半导体（掺磷）

在本征半导体中掺入五价原子，即构成N型半导体。N型半导体中每掺杂一个杂质元素的原子，就提供一个自由电子，从而大量增加了自由电子的浓度——施主电离多数载流子一一自由电子少数载流子一一空穴但半导体仍保持电中性

热平衡时，杂质半导体中多子浓度和少子浓度的乘积恒等于本征半导体中载流子浓度ni的平方，所以空穴的浓度pn为

自由电子浓度杂质浓度因为ni容易受到温度的影响发生显著变化，所以pn也随环境的改变明显变化。第6页，课件共71页，创作于2023年2月二、P型半导体（掺硼）

在本征半导体中掺入三价原子，即构成P型半导体。P型半导体中每掺杂一个杂质元素的原子，就提供一个空穴，从而大量增加了空穴的浓度——受主电离多数载流子一一空穴少数载流子一一自由电子但半导体仍保持电中性而自由电子的浓度np为空穴浓度掺杂浓庹环境温度也明显影响np的取值。第7页，课件共71页，创作于2023年2月2.1.4漂移电流和扩散电流半导体中载流子（电子与空穴）进行定向运动，就会形成半导体中的电流。半导体电流漂移电流：在电场的作用下，自由电子会逆着电场方向漂移，而空穴则顺着电场方向漂移，这样产生的电流称为漂移电流。该电流的大小主要取决于载流子的浓度，迁移率和电场强度。扩散电流：半导体中载流子浓度不均匀分布时，载流子会从高浓度区向低浓度区扩散，从而形成扩散电流。该电流的大小正比于载流子的浓度差即浓度梯度的大小。电子电流与空穴电流半导体电流

第8页，课件共71页，创作于2023年2月2.2PN结

通过掺杂工艺，把本征半导体的一边做成P型半导体，另一边做成N型半导体，则P型半导体和N型半导体的交接面处会形成一个有特殊物理性质的薄层，称为PN结。

2.2.1PN结的形成多子扩散

空间电荷区，内建电场和内建电位差的产生少子漂移动态平衡第9页，课件共71页，创作于2023年2月空间电荷区又称耗尽区或势垒区。在掺杂浓度不对称的PN结中，耗尽区在重掺杂一侧延伸较小，在轻掺杂一侧延伸较大。第10页，课件共71页，创作于2023年2月2.2.2

PN结的单向导电特性一、正向偏置的PN结正向偏置耗尽区变窄扩散运动加强漂移运动减弱正向电流二、反向偏置的PN结反向偏置耗尽区变宽扩散运动减弱漂移运动加强反向电流第11页，课件共71页，创作于2023年2月PN结的单向导电特性：PN结只需较小的正向电压，就可使耗尽区变得很薄，从而产生较大的正向电流，且该电流随电压的微小变化会发生明显改变。在反偏时，少子只能提供很小的漂移电流，且基本上不随反向电压变化。4.2.3PN结的击穿特性PN结反向电压足够大时，反向电流急剧增大，这种现象称为PN结的击穿。

雪崩击穿：PN结反偏，耗尽区中少子在漂移运动中被电场作功，动能增大。当少子的动能足以使其在与价电子碰撞时发生碰撞电离，把价电子击出共价键，产生一对自由电子和空穴，连锁碰撞使尽区内载流子数量剧增，引起反向电流急剧增大。雪崩击穿出现在轻掺杂的PN结中。齐纳击穿：在重掺杂PN结中，耗尽区较窄，所以反向电压在其中产生较强的电场。电场强到能直接将价电子拉出共价键，发生场致激发，产生大量的自由电子和空穴，使反向电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。PN结击穿时，只要限制反向电流不要过大，就可以保护PN结不受损坏。第12页，课件共71页，创作于2023年2月4.2.4PN结的电容特性PN结能存贮电荷，且电荷变化与外加电压变化有关，说明PN结有电容效应。一、势垒电容（反偏）CT0为u=0时的CT，与PN结的结构和掺杂浓度等因素有关；UB为内建电位差；n为变容指数，取值一般在1/3~6之间。当反向电压-u的绝对值增大时，CT将减小（变容管）。第13页，课件共71页，创作于2023年2月PN结的结电容为势垒电容和扩散电容之和，即Cj=CT+CD。CT和CD都随外加电压的变化而改变，所以都是非线性电容。当PN结正偏时，CD远大于CT，即Cj

CD；当PN结反偏时，CT远大于CD，则Cj

CT。二、扩散电容（正偏）第14页，课件共71页，创作于2023年2月4.3晶体二极管二极管可分为硅二极管和锗二极管，简称为硅管和锗管。

4.3.1二极管的伏安特性：指数特性IS为反向饱和电流，q=1.60

10-19C；UT=kT/q，称热电压，300K时，UT=26mV。

1、二极管的导通，截止和击穿当uD>0且超过特定值UD(on)时，iD变得明显，此时认为二极管导通，UD(on)称为导通电压(开启电压)；uD<0时，二极管是截止的；当反向电压足够大时，PN结击穿，二极管中的反向电流急剧增大，二极管被击穿。第15页，课件共71页，创作于2023年2月E变化时，负载线平移到新位置，虽然IDQ变化较大，但UDQ变化不大，仍近似等于UD(on)，所以也可认为UD(on)是导通的二极管两端固定的管压降。直流电阻交流电阻电路的负载特性2、二极管的管压降3、二极管的电阻第16页，课件共71页，创作于2023年2月RD和rD均随工作点Q的位置变化而变化；同一工作点Q处，RD和

rD

也不相同。4.3.2温度对二极管伏安特性的影响实验表明：温度每上升10℃，Is增大一倍。温度每上升1℃，UD（ON）下降约2~2.5mV。可见，二极管的特性对温度很敏感。另外，温度的升高还使得二极管的雪崩击穿电压增大，齐纳击穿电压减小。当二极管两端电压为uD=UDQ+ΔuD时，其电流为：第17页，课件共71页，创作于2023年2月4.3.3二极管的近似伏安特性和简化电路模型图4.3.5二极管的近似伏安特性图4.3.6简化电路模型第18页，课件共71页，创作于2023年2月[例4.3.1]电路如图(a)所示，计算二极管中的电流ID。已知二极管的导通电压UD(on)=0.6V，交流电阻rD≈0。解：可以判断二极管处于导通状态，将相应的电路模型代入，得到图(b)。节点A的电压UA=-E+UD(on)

=-5.4V，又E-UA=I1R1和0–UA=I2R2，解得I1=5.7mA，I2=5.4mA，于是ID=I1+I2=11.1mA。第19页，课件共71页，创作于2023年2月稳压二极管起稳压作用,工作电流IZ可在IZmin到IZmax的较大范围内调节，两端的反向电压几乎不变,为稳定电压UZ。4.3.4稳压二极管IZ应大于IZmin以保证较好的稳压效果。同时，外电路必须对IZ进行限制，防止其太大使管耗过大，甚至烧坏PN结，如果稳压二极管的最大功耗为PM，则IZ应小于IZmax

=PM

/UZ。

第20页，课件共71页，创作于2023年2月典型的稳压二极管电路输入电压Ui＞UZ，R为限流电阻，RL为负载电阻。Ui或RL变动时,工作电流IZ发生相应变化,但只要不超出IZmin到IZmax的范围，就可保证稳压二极管VDZ两端的电压是稳定电压UZ,电路的输出电压Uo=UZ。第21页，课件共71页，创作于2023年2月［例4.3.2］稳压二极管电路如图所示，稳定电压UZ=6V。当限流电阻R=200时，求工作电流IZ和输出电压UO；当R=11k时，再求IZ

和UO。

解：当R=200时，稳压二极管VDZ处于击穿状态当R=11k

时，VDZ处于截止状态，IZ

=0第22页，课件共71页，创作于2023年2月4.3.5二极管应用电路举例

1、整流电路

［例4.3.3］分析图(a)所示的二极管整流电路的工作原理，其中二极管VD的导通电压UD(on)=0.7V，交流电阻rD0。输入电压ui的波形如图(b)所示。试分析输出电压uo的波形。

第23页，课件共71页，创作于2023年2月解：当ui>0.7V时，VD处于导通状态，等效成短路，所以输出电压uo=ui-0.7；当ui<0.7V时，VD处于截止状态，等效成开路，所以uo=0。根据ui的波形得到uo的波形，如(b)所示，传输特性如(c)所示。电路实现的是半波整流，但是需要在ui的正半周波形中扣除UD(on)

得到输出波形。

第24页，课件共71页，创作于2023年2月［例4.3.4］分析图(a)所示的二极管桥式整流电路的工作原理，其中的二极管VD1~VD4为理想二极管，输入电压ui的波形如图(b)所示。试分析输出电压uo的波形。

第25页，课件共71页，创作于2023年2月解：当ui>0时，D1和D2上加的是正向电压，处于导通状态，而D3和D4上加的是反向电压，处于截止状态。输出电压uo的正极与ui的正极通过D1相连，它们的负极通过D2相连，所以uo=ui；当ui<0时，D1和D2上加的是反向电压，处于截止状态，而D3和D4上加的是正向电压，处于导通状态。uo的正极与ui的负极通过D4相连，D3则连接了uo的负极与ui的正极，所以uo=-ui。输入输出波形：(b)，传输特性：(c)。电路实现的是全波整流。

第26页，课件共71页，创作于2023年2月［例4.3.5］分析图示电路的输出电压uo的波形和传输特性。

第27页，课件共71页，创作于2023年2月解：当输入电压ui>0时，二极管D1截止，D2导通，电路等效为(b)所示的反相比例放大器，uo=-(R2/R1)ui；当ui<0时，D1导通，D2截止，等效电路如(c)所示，此时uo=u-=u+=0。据此可以根据ui的波形画出uo的波形以及传输特性，如图(d)所示。

第28页，课件共71页，创作于2023年2月[例4.3.5]给出的是精密半波整流电路。为了实现精密全波整流，可以利用集成运放加法器，将半波整流的输出与原输入电压加权相加。如图所示，uo=-ui-2uo1。当ui>0时，uo1=-ui，uo=ui；当ui<0时，uo=-ui。

因此在任意时刻有uo=|ui|，所以该电路也称为绝对值电路。

第29页，课件共71页，创作于2023年2月2、限幅电路［例4.3.6］二极管限幅电路如图(a)所示，其中二极管VD的导通电压UD(on)=0.7V，交流电阻rD0。输入电压ui的波形在(b)中给出，作出输出电压uo的波形。

第30页，课件共71页，创作于2023年2月解：VD处于导通与截止之间的临界状态时，其支路两端电压为

E+UD(on)=2.7V。可根据ui的波形得到uo的波形，如(c)所示，该电路把ui超出2.7V的部分削去后进行输出，是上限幅电路。

当ui>2.7V时，VD导通，所以uo=2.7V；当ui<2.7V时，VD截止，其支路等效为开（断）路，uo=ui。第31页，课件共71页，创作于2023年2月［例4.3.7］二极管限幅电路如图(a)所示，其中二极管D1和D2的导通电压UD(on)=0.3V，交流电阻rD0。输入电压ui的波形在图(b)中给出，作出输出电压uo的波形。

第32页，课件共71页，创作于2023年2月综合uo的波形如(c)所示，该电路把ui超出2.3V的部分削去后进行输出，是双向限幅电路。

D2处于临界状态时，其支路两端电压为E+UD(on)=2.3V。当ui>2.3V时，D2导通，uo=2.3V；当ui<2.3V时，D2截止，支路等效为开路，uo=ui。所以D2实现了上限幅；解：D1处于导通与截止的临界状态时，其支路两端电压为-E-UD(on)=-2.3V。当ui<-2.3V时，D1导通，uo=-2.3V；当ui>-2.3V时，D1截止，支路等效为开路，uo=ui。所以D1实现了下限幅；第33页，课件共71页，创作于2023年2月图中,设二极管的交流电阻rD0,导通电压UD(on)=0.7V限幅电路的基本用途是控制输入电压不超过允许范围，以保护后级电路的安全工作。当-0.7V<ui<0.7V时，二极管VD1和VD2都截止，电阻R1和R2中没有电流，集成运放的两个输入端之间的电压为ui；当ui>0.7V时，VD1导通，VD2截止，R1、VD1和R2构成回路，对ui分压，集成运放输入端的电压被限制在UD(on)=0.7V；当ui<-0.7V时，VD1截止，VD2导通，R1、VD2和R2构成回路，对ui分压，集成运放输入端的电压被限制在-UD(on)=-0.7V。该电路把ui限幅到0.7V到-0.7V之间，保护集成运算放大器。第34页，课件共71页，创作于2023年2月图中,设二极管的交流电阻rD0,导通电压UD(on)=0.7V当-0.7V<ui<5.7V时，二极管VD1和VD2都截止，ui直接输入A/D；当ui>5.7V时，VD1导通，VD2截止，A/D的输入电压被限制在5.7V；当ui<-0.7V时，VD1截止，VD2导通，A/D的输入电压被限制在-0.7V。该电路对ui的限幅范围是-0.7V到5.7V。第35页，课件共71页，创作于2023年2月［例4.3.8］稳压二极管限幅电路如图(a)所示，其中稳压二极管DZ1和DZ2的稳定电压UZ=5V，导通电压UD(on)

近似为零。输入电压ui的波形在图(b)中给出，作出输出电压uo的波形。

第36页，课件共71页，创作于2023年2月解：当|ui|<1V时，DZ1和DZ2都处于截止状态，其支路相当于开路，电路是电压放大倍数为-5的反相比例放大器，uo=-5ui，uo最大变化到5V；当|ui|>1V时，DZ1和DZ2一个导通，另一个击穿，此时反馈电流主要流过稳压二极管支路，uo稳定在5V。由此得到图(c)所示的uo波形。

第37页，课件共71页，创作于2023年2月图示电路为单运放弛张振荡器。其中集成运放用作反相迟滞比较器，输出电源电压UCC或-UEE，R3隔离输出的电源电压与稳压二极管DZ1和DZ2限幅后的电压。仍然认为DZ1和DZ2的稳定电压为UZ，而导通电压UD(on)近似为零。经过限幅，输出电压uo可以是高电压UOH=UZ或低电压UOL=-UZ。第38页，课件共71页，创作于2023年2月3、电平选择电路［例4.3.9］(a)是二极管电平选择电路，其中二极管VD1和VD2均为理想二极管，输入信号ui1和ui2的幅度均小于电源电压E，波形如(b)所示。分析电路的工作原理，并作出输出信号uo的波形。

第39页，课件共71页，创作于2023年2月解：因为ui1和ui2均小于E，所以VD1和VD2至少有一个处于导通状态。假设ui1<ui2，则VD1导通后，uo=ui1，结果VD2上加的是反向电压，截止；反之，当ui1>ui2时，VD2导通，VD1截止，uo=ui2；只有当ui1=ui2时，VD1和VD2才同时导通，uo=ui1=ui2。uo的波形如(b)所示。该电路完成低电平选择功能，当高、低电平分别代表逻辑1和逻辑0时，就实现了逻辑“与”运算。

第40页，课件共71页，创作于2023年2月4、峰值检波电路［例4.3.10］分析图示峰值检波电路的工作原理。

解：电路中集成运放A2起电压跟随器作用。当ui>uo时，uo1>0，二极管D导通，uo1对电容C充电，此时集成运放A1也成为跟随器，uo=uC

ui，即uo随着ui增大；当ui<uo时，uo1<0，D截止，C不放电，uo=uC保持不变，此时A1是电压比较器。波形如图(b)所示。电路中场效应管V用作复位开关，当复位信号uG到来时直接对C放电，重新进行峰值检波。

第41页，课件共71页，创作于2023年2月4.4双极型晶体管（BJT）NPN型晶体管

PNP型晶体管

晶体管的物理结构有如下特点：发射区相对基区重掺杂；基区很薄，只有零点几到数微米；集电结面积大于发射结面积。

原理结构电路符号第42页，课件共71页，创作于2023年2月(1)、发射区向基区注入电子

电子注入电流IEN，空穴注入电流IEP

，IEN＞＞IEP4.4.1晶体管的工作原理(2)、基区中自由电子边扩散边复合

基区复合电流IBN

(3)、集电区收集自由电子

收集电流ICN

反向饱和电流ICBO晶体管三个极电流与内部载流子电流的关系：

第43页，课件共71页，创作于2023年2月共基极直流电流放大倍数：换算关系：晶体管的极电流关系

共发射极直流电流放大倍数：第44页，课件共71页，创作于2023年2月PNP型晶体管可做类似分析：与NPN型晶体管相比，自由电子和空穴互换角色，电流反向。以NPN型晶体管为例，说明晶体管放大交流信号的基本原理：忽略空穴注入电流IEP和反向饱和电流ICBO，以简化分析。ub的振幅远小于UBB(保证e结始终正偏）晶体管电流方程第45页，课件共71页，创作于2023年2月4.4.2晶体管的伏安特性1、输出特性

（3）截止区(e结反偏，c结反偏)（1）放大区(e结正偏，c结反偏)共基极交流电流放大倍数(uCB为常数)：近似关系共发射极交流电流放大倍数：恒流输出和基区宽度调制效应（2）饱和区(e结正偏，c结正偏)各输出特性曲线彼此重合饱和压降

uCE(sat)uBE=uCE，即uCB=0时，临界状态极电流绝对值很小模拟电路中，绝大多数情况下，应保证晶体管工作在放大状态。第46页，课件共71页，创作于2023年2月2、输入特性

当uBE>UBE(on)时，e结正偏，晶体管导通，即处于放大状态或饱和状态。此两种状态下，uBE≈UBE(on)，所以也可以认为UBE(on)是导通的晶体管输入端固定的管压降；当uBE<UBE(on)时，晶体管进入截止状态。第47页，课件共71页，创作于2023年2月4.4.3晶体管的近似伏安特性和简化直流模型近似伏安特性简化直流模型I——放大区II——饱和区III——截止区第48页，课件共71页，创作于2023年2月4.4.4直流偏置下晶体管的工作状态分析2．若uBE>uBE(on)，则晶体管处于放大状态或饱和状态，再判断c结是正偏还是反偏。如果c结反偏，则晶体管处于放大状态，这时UBE=UBE(on)。根据外电路和UBE(on)计算IB，接下来IC=bIB，IE=IB+IC。再由这三个极电流和外电路计算UCE和UCB；实际应用中，通过控制e结和c结的正偏与反偏，可使晶体管处于放大状态、饱和状态或截止状态，来实现不同的功能。确定直流偏置下晶体管工作状态的基本步骤：1．判断e结是正偏还是反偏。若uBE<UBE(on)，则晶体管处于截止状态，IB=IC=IE=0，再由外电路计算极间电压UBE、UCE和UCB；3．如果第2步判断c结正偏，则晶体管处于饱和状态。这时UBE=UBE(on)，UCE=UCE(sat)，UCB=UCE-UBE，再由这三个极间电压和外电路计算IB、IC和IE。第49页，课件共71页，创作于2023年2月［例4.4.1］晶体管直流偏置电路如图所示，已知晶体管V的UBE(on)=0.6V，

=50。当输入电压UI分别为0V、3V和5V时，判断V的工作状态，并计算输出电压UO。

解：V的三个极电流的正方向如图所示。当UI=0时，V处于截止状态，IC=0，UO=UCC-ICRC=12V；当UI=3V时，V处于放大或饱或状态，假设V处于放大状态，IB=[UI-UBE(on)]/RB=40A，IC=

IB=2mA，验证：因为，UCB=UC-UB=(UCC-ICRC)-UBE(on)=3.4V>0，所以c结反偏，假设成立，UO=UC=4V；当UI=5V时，因为，UCB=-3.28V<0，所以晶体管处于饱和状态，UO=UCE(sat)。第50页，课件共71页，创作于2023年2月［例4.4.2］晶体管直流偏置电路如图所示，已知晶体管V的UBE(on)=-0.7V，

=50。判断V的工作状态，并计算IB、IC和UCE。

解：图中晶体管是PNP型，UBE(on)=UB-UE=(UCC-IBRB)-IERE=UCC-IBRB-(1+b)IBRE=-0.7V，得到IB=-37.4A<0，所以V处于放大或饱和状态。假设处于放大状态，则IC=bIB=-1.87mA，验证：因为，UCB=UC-UB=(UCC-ICRC)-(UCC-IBRB)=-3.74V<0，所以，集电结反偏，晶体管处于放大状态，IB=-37.4A，IC=-1.87mA，UCE=UCB+UBE(on)=-4.44V。

第51页，课件共71页，创作于2023年2月4.4.5晶体管应用电路举例

一、对数和反对数运算电路

这样就实现了对数运算。晶体管的电流方程图中，UO=-UBE=-UTln(IC/IS)，又IC=UI/R，所以第52页，课件共71页，创作于2023年2月图中，输出电压UO=ICR=-ISRexp(-UBE/UT)，而输入电压UI=-UBE，因此从而实现了UO和UI之间的反对数(指数)运算。

第53页，课件共71页，创作于2023年2月二、

值测量电路

图示电路用以测量晶体管的共发射极电流放大倍数

。因为IC

=(U1

-U2)/R1，IB

=UO

/R2，所以

据此可以根据电压表的读数UO，结合预设电压U1和U2以及电阻R1和R2计算

。

第54页，课件共71页，创作于2023年2月三、恒流源电路

如图所示，稳压二极管DZ的稳定电压UZ

=6V。UZ通过集成运放A传递到电阻R2上端，于是有IO

=IC

IE

=UZ

/R2

=20mA。

第55页，课件共71页，创作于2023年2月4.5.1结型场效应管

4.5场效应管

第56页，课件共71页，创作于2023年2月1、工作原理

为保证PN结反偏，并实现UGS对ID的有效控制，N沟道JFET的UGS不能大于零。三个电极的电势：UD>US>UG栅极电流：IG0夹断电压：UGS(off)第57页，课件共71页，创作于2023年2月2、输出特性(iD-uDS)（1）恒流区(|uGS|

|UGS(off)|且|uDG|=|uDS-uGS|>|UGS(off)|)（2）可变电阻区(|uGS|

|UGS(off)|且|uDG|<|UGS(off)|)uGS和iD为平方率关系。预夹断导致uDS对iD的控制能力很弱。（3）截止区(|uGS|>|UGS(off)|)uDS的变化明显改变iD的大小。导电沟道全部夹断，iD

=0。另外，若|uDS|足够大，则PN结在靠近漏极的局部会击穿，iD急剧增大，相应的区域成为击穿区。第58页，课件共71页，创作于2023年2月3、转移特性(iD-UGS)恒流区内，iD与uGS的平方率关系可以描述为：第59页，课件共71页，创作于2023年2月4.5.2绝缘栅场效应管

金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET），根据结构上是否存在原始导电沟道，分为增强型（normally-off）和耗尽型(normally-on)。

第60页，课件共71页，创作于2023年2月1、工作原理

UGS=0→

ID＝0N沟道增强型MOSFETUGS>UGS(th)

→电场→反型层→导电沟道→

ID>0UGS控制ID的大小UD>UG>US=UB，IG=0第61页，课件共71页，创作于2023年2月在UGS=0时就存在ID=ID0。UGS增大→ID增大。当UGS<0时，且|UGS|足够大时，导电沟道消失，ID=0，此时的UGS称为夹断电压UGS(off)

。

N沟道耗尽型MOSFET2、输出特性

预夹断N沟道增强型MOSFET各区划分140页第62页，课件共71页，创作于2023年2月

n为导电沟道中自由电子运动的迁移率；Cox为单位面积的栅极电容；W和L分别为导电沟道的宽度和长度，W/L为宽长比。N沟道增强型MOSFET3、转移特性

恒流区内，iD与uGS的平方率关系可以描述为：如果计入uDS对iD的微弱影响，则需要用沟道调制系数λ修正公式。第63页，课件共71页，创作于2023年2月N沟道耗尽型MOSFET（类似N沟道JFET）恒流区电流方程第