PN結(jié) 二極管 三極管 MOS管
導(dǎo)體：很容易導(dǎo)電的物體，如金、銀、銅、鐵等。
絕緣體：不容易導(dǎo)電或者完全不導(dǎo)電的物體，如塑料、橡膠、陶瓷、玻璃等。
半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如硅(Si)、鍺(Ge)、金屬氧化物等。硅和鍺是4價(jià)元素，原子的最外層軌道上有4個(gè)價(jià)電子。
N型半導(dǎo)體：在純凈半導(dǎo)體硅或鍺（4價(jià)）中摻入磷、砷等5價(jià)元素，由于這類元素的原子最外層有5個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于存在一個(gè)多余的價(jià)電子而產(chǎn)生大量自由電子，這種半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體，其中自由電子為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的空穴為少數(shù)載流子。
P型半導(dǎo)體：在純凈半導(dǎo)體硅或鍺（4價(jià)）中摻入硼、鋁等3價(jià)元素，由于這類元素的原子最外層只有3個(gè)價(jià)電子，故在構(gòu)成的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中，由于缺少價(jià)電子而形成大量空穴，這類摻雜后的半導(dǎo)體其導(dǎo)電作用主要靠空穴運(yùn)動(dòng)，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體，其中空穴為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的自由電子是少數(shù)載流子。
PN結(jié)
PN結(jié)：將一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面處將形成一個(gè)特殊的薄層。
半導(dǎo)體中載流子有擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。載流子在電場(chǎng)作用下的定向運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。
在半導(dǎo)體中，如果載流子濃度分布不均勻，因?yàn)闈舛炔?，載流子將會(huì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散
擴(kuò)散與漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡形成一定寬度的PN結(jié)，形成空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)
外加正向電壓-正向偏置
外加電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相反，內(nèi)電場(chǎng)削弱，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大大超過(guò)漂移運(yùn)動(dòng)，N區(qū)電子不斷擴(kuò)散到P區(qū)，P區(qū)空穴不斷擴(kuò)散到N區(qū)，形成較大的正向電流，這時(shí)稱PN結(jié)處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)。
PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）
電流方向相反，導(dǎo)通截止
晶體二極管
• 概念
一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來(lái)，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。符號(hào)用VD表示。
半導(dǎo)體二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。
點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積很小，結(jié)電容很小，多用于高頻檢波及脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件。
面接觸型二極管PN結(jié)面積大，結(jié)電容也小，允許通過(guò)電流大，多用在低頻整流、檢波等電路中。
• 特性
正向特性（導(dǎo)通）
反向特性（截止）
反向擊穿
晶體三極管
概念
半導(dǎo)體三極管是由兩個(gè)背靠背的PN結(jié)構(gòu)成的。重要特性是具有電流放大作用和開關(guān)作用，常見的有平面型和合金型兩類。在工作過(guò)程中，兩種載流子（電子和空穴）都參與導(dǎo)電，故又稱為雙極型晶體管，簡(jiǎn)稱晶體管或三極管。
兩個(gè)PN結(jié)，把半導(dǎo)體分成三個(gè)區(qū)域（三區(qū)二結(jié)）。這三個(gè)區(qū)域的排列，可以是N-P-N，也可以是P-N-P。因此，雙極型三極管有兩種類型：NPN型和PNP型。
NPN型
PNP型
工作于放大狀態(tài)的半導(dǎo)體三極管
條件：
內(nèi)部：發(fā)射區(qū)高摻雜，基區(qū)很薄，集電結(jié)面積大
外部：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏
大量電子N2通過(guò)很薄的基極被集電極吸收，少量電子N1在基極與空穴復(fù)合。N2和N1的比例由三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定。在不考慮ICBO時(shí)：
IC/IB=N2/N1=β
MOS晶體管
概念
NMOS，指的是利用電子來(lái)傳導(dǎo)電性信號(hào)的金氧半晶體管。NMOS的電路符號(hào)如下圖，而其結(jié)構(gòu)圖如左圖所示，是由負(fù)型摻雜形成的漏極與源極，與在氧化層上的閘極所構(gòu)成。
PMOS，指的是利用空穴來(lái)傳導(dǎo)電性信號(hào)的金氧半導(dǎo)體。PMOS的電路符號(hào)如下圖，而其結(jié)構(gòu)則如右圖所示，是由正型摻雜形成的漏極(drain)及源極(source)，與閘極(gate)及閘極下面的氧化層所構(gòu)成。
NMOS
N溝道增強(qiáng)型MOSFET的結(jié)構(gòu)
取一塊P型半導(dǎo)體作為襯底，用B表示。
用氧化工藝生成一層SiO2 薄膜絕緣層。
然后用光刻工藝腐蝕出兩個(gè)孔。
擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)。從而形成兩個(gè)PN結(jié)。（綠色部分）
從N型區(qū)引出電極，一個(gè)是漏極D，一個(gè)是源極S。
在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。
N溝道增強(qiáng)型MOSFET的符號(hào)如左圖所示。左面的一個(gè)襯底在內(nèi)部與源極相連，右面的一個(gè)沒有連接，使用時(shí)需要在外部連接。
N溝道增強(qiáng)型MOSFET的工作原理
對(duì)N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)三極管的工作原理，分兩個(gè)方面進(jìn)行討論，一是柵源電壓UGS對(duì)溝道會(huì)產(chǎn)生影響，二是漏源電壓UDS也會(huì)對(duì)溝道產(chǎn)生影響，從而對(duì)輸出電流，即漏極電流ID產(chǎn)生影響。
柵源電壓UGS的控制作用
先令漏源電壓UDS=0，加入柵源電壓UGS以后并不斷增加。UGS帶給柵極正電荷，會(huì)將正對(duì)SiO2層的表面下的襯底中的空穴推走，從而形成一層負(fù)離子層，即耗盡層，用綠色的區(qū)域表示。同時(shí)會(huì)在柵極下的表層感生一定的電子電荷，若電子數(shù)量較多，從而在漏源之間可形成導(dǎo)電溝道。溝道中的電子和P型襯底的多子導(dǎo)電性質(zhì)相反，稱為反型層。此時(shí)若加上UDS ，就會(huì)有漏極電流ID產(chǎn)生。當(dāng)UGS較小時(shí)，不能形成有效的溝道，盡管加有UDS ，也不能形成ID 。當(dāng)增加UGS，使ID剛剛出現(xiàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的UGS稱為開啟電壓，用UGS(th)或UT表示。
漏源電壓UDS的控制作用
設(shè)UGS＞UGS(th)，增加UDS，此時(shí)溝道的變化如下。
顯然漏源電壓會(huì)對(duì)溝道產(chǎn)生影響，因?yàn)樵礃O和襯底相連接，所以加入U(xiǎn)DS后， UDS將沿漏到源逐漸降落在溝道內(nèi)，漏極和襯底之間反偏最大，PN結(jié)的寬度最大。所以加入U(xiǎn)DS后，在漏源之間會(huì)形成一個(gè)傾斜的PN結(jié)區(qū)，從而影響溝道的導(dǎo)電性。
當(dāng)UDS進(jìn)一步增加時(shí)， ID會(huì)不斷增加,同時(shí)，漏端的耗盡層上移，會(huì)在漏端出現(xiàn)夾斷，這種狀態(tài)稱為預(yù)夾斷。
當(dāng)UDS進(jìn)一步增加時(shí)， 漏端的耗盡層向源極伸展，此時(shí)ID基本不再增加，增加的UDS基本上降落在夾斷區(qū)。
N溝道耗盡型MOSFET
N溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)和符號(hào)如下圖所示，它是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了一定量的正離子。所以當(dāng)UGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感生出電子形成導(dǎo)電溝道。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。
當(dāng)UGS=0時(shí)，對(duì)應(yīng)的漏極電流用IDSS表示。當(dāng)UGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。UGS＜0時(shí)，隨著UGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。對(duì)應(yīng)ID=0的UGS稱為夾斷電壓，用符號(hào)UGS(off)表示，有時(shí)也用UP表示。N溝道耗盡型MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線如右上圖所示。
場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)的說(shuō)明
如果是P溝道，箭頭則向外
電話：18923864027（同微信）
QQ：709211280
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