劳动第三版电子电路基础教案(2)

电子电路基础 科 课 时 计 划若为 PNP 型， 方法同上， 只是手同时捏的是基极和红笔所接管脚， 备 注 结果读数较小的一次红笔所接的为集电极 c,剩下的是发射极 e。 3.用数字万用表 ①选 挡；

②通过测 PN 结的正向压降 正向压降大==>发射结 正向压降小==>集电结 ==>确定管脚和管型； ③选 NPN 或 PNP 把三极管插入相应插孔，即可得 hFE 值。小结: 熟悉结构和分类 1、重点： 掌握三极管的放大原理 三管的检测 2、了解：三极管的主要参数 作业： 习题册第一章第二节

电子电路基

础 科 课 时 计 划§1-3 场效应管晶体三极管(V) :电流控制型器件，输入电流控制输出电流 场效应管(FET) :电压控制型器件，输入电压控制输出电流 按沟道分：P 沟道、N 沟道 按结构分：结型(J) 、绝缘栅型(MOS) 按工作方式分：耗尽型(D) 、增强型(E) 一、绝缘栅场效应管(MOSFET) 以 N 沟道绝缘栅场效应管为例 1.结构和符号

备 注

D G B 衬底 S N 沟道耗尽型场 效应管的符号 D G B 衬底 S N 沟道增强型场 效应管的符号

源极 S 栅极 G 漏极 D SiO2 金属铝 绝缘层 N+ N+ N 沟道 P 型硅衬底 N 沟道绝缘栅型场效应管的结构①结构

P 型硅衬底：掺杂浓度较低的 P 型硅片作衬底； 高浓度的 N 型区：N 区，引出两电极，源极 Source、漏极 Drain; SiO2 绝缘层：绝缘层上再制作一层金属膜作为栅极 Gate; ==>由于栅极和其他极及硅片之间是绝缘的，故称之为绝缘栅场效应管 ②符号： 衬底的尖头向内表示 N 沟道，反之表示 P 沟道； D 极和 S 极之间的三段断续线表示增强型，连续线表示耗尽型。 ③说明：+

电子电路基础 科 课 时 计 划场效应管 G、D、S→三极管 B、C、E; B 表示衬底(有时也用 U 表示) ,一般与源极相接。

备 注

2.N 沟道增强型绝缘栅场效应管工作原理：UDS

S

UGS

G DD

i

N P型硅衬底

N

N沟道增强型MOS管工作原理在漏源极之间加正向电压 UDS,UGS 由 0 开始增大： ①当 UGS= 0 时，漏源之间没有导电沟道，iD=0; ②当 UGS=UT(开启电压)时，漏源间形成导电沟道，产生漏极 iD; ③UGS 继续增大，导电沟变宽，iD 越大。 3.N 沟道增强型绝缘栅场效应管特性曲线

iD/mA 16 12 8 4 0 UT =2V 2 4 6 UDS=常数

iD/mA 16 12 8 4 UGS/V 0 5

可变电阻区 放 大 区 6V 击 穿 4V 区 UGS=UT =2V 15 UDS/V

10

(a) 转移特性曲线

(b) 输出特性曲线

电子电路基础 科 课 时 计 划①转移特性曲线：是指漏源电压 UDS 为定值，漏极电流 iD 与栅源电压 UGS 之间的关系曲线。 UGS< UT 时，iD=0 UGS≥UT 时，iD 随 UGS 增大而增大 ==>通过 UGS 的变化控制 iD 的变化。 ②输出特性曲线：是指栅源电压 UGS 为定值，漏极电流 iD 与漏源电压 UDS 之间的关系曲线。 可边电阻区(Ⅰ区) : UDS 相对较小，iD 随 UDS 增大而增大： (UDS↗==>iD↗) UGS 越大，曲线越陡： (UGS↗==>曲线越陡) 放大区或饱和区(Ⅱ区) :又称恒流区 漏极电流基本不随 UDS 变化而变化(UDS↗==>iD 基本不变) ,只随 UGS 增大而增大，体现了 UGS 对 iD 的控制作用(UGS↗==>iD↗) 。 击穿区(Ⅲ区) : 当 UDS 增大到一定值时，场效应管内 PN 结被击穿，iD 突然增大。 (UDS↗至一定值==>PN 结击穿==>iD 突然↗) 4.P 沟道增强型绝缘栅场效应管

备 注

D 源极 S

栅极 G 漏极 D 金属铝 P+ P+ P 沟道 N 型硅衬底 P 沟道绝缘栅型场效应管的结构 SiO2 绝缘层 G B 衬底

S P 沟道耗尽型场效 应管的符号 D G B 衬底 S P 沟道增强型场 效应管的符号

电子电路基础 科 课 时 计 划①结构： N 型硅衬底：掺杂浓度较低的 N 型硅片作衬底； 高浓度的 P 型区：P 区，引出两电极，源极 Source、漏极 Drain; SiO2 绝缘层：绝缘层上再制作一层金属膜作为栅极 Gate; ②符号： 衬底的尖头向内表示 N 沟道，反之表示 P 沟道； D 极和 S 极之间的三段断续线表示增强型，连续线表示耗尽型。+

备 注

5.N N 沟道耗尽型场效应管的特性曲线

iD/mA 16 12 8 UP -4 4 -2 0 2 4 (a) 转移特性曲线 UDS=常数 IDSS

iD/mA 16 12 8 4 UGS/V 0 3 放

可变电阻区

2V UGS=0V -2V UDS/V

大 区 6 9 12 (b) 输出特性曲线

①UDS 一定时：UGS↗==>iD↗ UGS 由 0 正值增大，iD 随之增大； UGS 由 0 负值增大，iD 随之减小。 ②iD=0 时所对应的 UGS 称为夹断电压，用 UP 表示。 6.主要参数 ①开启电压 UT: 当 UDS 为定值时，使增强型场效应管开始导通的 UGS 值。 N 沟道管：UT > 0 P 沟道管：UT < 0 ②夹断电压 UP: 当 UDS 为定值，使耗尽型场效应管 iD 减小到近似为零时的 UGS 值

电子电路基础 科 课 时 计 划N 沟道管：UP < 0 P 沟道管：UP > 0 ③饱和漏极电流 IDSS: 当 UGS=0,且 UDS > UP 时，耗尽型场效应管所对应的漏极电流。 ④跨导 gm: 当 UDS 为定值时，iD 的变化量与 UGS 的变化量的比值。 反映了栅源电压对漏极电流的控制能力，单位：S(西门子) gm= ⑤漏极击穿电压 U(BR)DS: ID

备 注

Δ Δ

当 iD 急剧上升时的 UDS 值，它是漏源极间所允许加的最大电压。

UGS

二、结型场效应管 1.结构D D 漏极 漏极

P+

PN 型 沟 道- +

N栅 极 G P 型 沟 道-

N

栅 极 G

S 源极 源极

S

2.符号D G G S D

S

(a)N 沟道 3.注意：

(b)P 沟道

电子电路基础 科 课 时 计 划结型场效应管采用的是耗尽型工作方式，即当 UGS=0 时，iD≠0。 4.转移特性曲线

备 注iD

UGS=0 时，iD 值为 IDDS;DDS

I

/mA

6 5 4

UGS 负值越高，导电沟越窄， 电阻增大，iD 减小；

3 2

U当 UGS 达到夹断电压 UP 时 iD=0。 5.输出特性曲线P

1 -3 -2 -1 0

-4

uG

- N沟道结型场效应管的转移特性曲线 S/V

iD/mA区 5 4 可 变 3 电 2 阻 10

恒流区(放大 区)uGS=0V 1V 2V -

区 击 穿

3V 4V 2 4 6 8 10 12 14 16

uD

S/V 三、各种场效应管的特性比较(详见课本 P21 表 1-6) 夹 18 断区 四、特殊 MOS 管

S 管 N 沟道 MOS 管和 P 沟道 MOS 管组成互补电路，称为 COMS 管。 特点：输入电流小，功耗小，工作电源范围宽，连接方便。 2.VMOS 管和 UMOS 管 特点：耗散功率大，工作速度快，耐压高，转移

特性的线性度好。 3.P—MOS 管

电子电路基础 科 课 时 计 划即：功率场效应管，又称之为电力场效应管。 由 1×10 ~1×10 个小单元 MOS 管并联而成。 五、场效应管与三极管的比较 双极型三极管 NPN 型 PNP 型 结 构 C 与 E 一般不可倒置 使用 道 绝缘栅耗尽型:N 沟道、P 沟道 绝缘栅增强型:N 沟道、P 沟道 D 与 S 有的型号可倒置使 用 多子漂移 场效应三极管 结型耗尽型:N 沟道、 P沟4 5

备 注

载流 子 输入 量 控制

多子扩散少子漂移

电流输入

电压输入

电流控制电流源 CCCS(β )

电 压 控 制 电 流 源 VCCS(gm) 较小 较小， 可有零温度系数点

噪声 温度 特性 输入 电阻 静电 影响 集成 工艺

较大 受温度影响较大

几十到几千欧姆

几兆欧姆以上

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