4.1晶体二极管和4.2场效应管（课件）-《电工与电子技术基础（第三版）》同步教学（劳动版）

电工与电子技术基础 （第三版） 第一章 直流电路 第二章 磁场与电磁感应 第三章 正弦交流电路 第四章 半导体器件 第五章 放大与震荡电路 第六章 直流稳压电源 第七章 数字电路 目录 §4—3  §4—1 晶体二极管 §4—2  场效应管 晶体三极管 第四章 半导体器件 §4—1 晶体二极管 二极管在实际中的应用 第四章 半导体器件 一、二极管的结构和符号 二极管是由半导体材料硅（Si）、锗（Ge）及其化合物制成的器件。所谓半导体材料是指导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，常见的有硅和锗。 二极管的结构和图形符号 a）二极管的结构 b）二极管的图形符号 第四章 半导体器件 二、二极管的工作特点及主要参数 1. 二极管的工作特点 （1）二极管的单向导电性 二极管的导电性能实验 a）二极管正向导通状态 b）二极管反向截止状态 第四章 半导体器件 （2）二极管的伏安特性曲线 正向电压很小的范围称为死区，相应的电压称为死区电压。使二极管开始导通的临界电压称为开启电压或门坎电压，通常用 Uon 表示，硅管的开启电压 Uon 约为 0.5 V，而锗管的开启电压 Uon 为 0.1～0.2 V。 二极管正向导通时，硅管的正向压降为 0.7 V 左右，锗管的正向压降为 0.3 V 左右。 二极管的伏安特性曲线 第四章 半导体器件 2. 二极管的主要参数 （1）最大整流电流 IFM 指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。 （2）最高反向工作电压 URM 指二极管正常工作时所允许外加的最高反向电压。 （3）反向电流 IR 指在规定的反向电压（＜ UBR）和环境温度下的反向电流。 第四章 半导体器件 二极管的其他分类 三、二极管的分类 第四章 半导体器件 二极管的其他分类 第四章 半导体器件 §4—2 场效应管 一、结型场效应管 1. 结型场效应管的结构 结型场效应管有 N 沟道和 P 沟道两种，结构示意图和图形符号如图所示。 场效应管外形 结型场效应管的结构示意图和图形符号  a）N 沟道场效应管 b）P 沟道场效应管 第四章 半导体器件 2. 结型场效应管的电压控制作用 这种 UGS = 0，ID ≠ 0 的工作方式称为耗尽型。使导电沟道完全合拢所需要的栅源电压 UGS 称为夹断电压 UP。 栅源电压对沟道的控制作用 a）UGS = 0 b）UGS ＜ 0 第四章 半导体器件 二、绝缘栅型场效应管 绝缘栅型场效应管简称 MOSFET。 绝缘栅型场效应管图形符号 a）N 沟道场效应管图形符号 b）P 沟道场效应管图形符号 第四章 半导体器件 耗尽型绝缘栅场效应管的电压控制作用和结型场效应管的电压控制作用大致相同。 N 沟道增强型 MOS 管导电沟道的形成 a）UGS = 0 时导电沟道未形成 b）UGS = UT 时导电沟道形成 第四章 半导体器件 三、场效应管的主要参数 1. 夹断电压 UP 当 UDS 为某一定值（测试条件）时，对于结型场效应管和耗尽型 MOS 管，UP 为 ID减小到近似为零（1μA、10μA）时的栅源极电压 UGS 值。 2. 开启电压 UT 当 UGS 为某一定值（测试条件）时，增强型 MOS 管开始导通时的 UGS 就为 UT。N沟道的增强型 MOS 管的 UT 为正值，P 沟道的增强型 MOS 管的 UT 为负值。 第四章 半导体器件 3. 饱和漏极电流 IDSS 对结型场效应管和耗尽型 MOS 管来说，栅源极电压 UGS = 0 时的漏极电流为 IDSS，它反映了场效应管输出的最大漏极电流。 4. 最大漏源击穿电压 U（BR）DS 它是指漏极与源极之间的最大反向击穿电压，即当 ID 急剧上升时的 UDS 值。 5. 跨导 gm 当 UDS 为某一定值（测试条件）时，ID 的微小变化量与 UGS 的微小变化量之比， 即 。 gm 反映了栅源极电压对漏极电流的控制能力。 第四章 半导体器件 四、场效应管的使用及注意事项 1. 场效应管在使用中要注意电压极性。 2. 为了防止栅极击穿，要求一切测试仪器、电烙铁都必须有外接地线。焊接时用小功率烙铁，动作要迅速，或切断电源后利用余热焊接。焊接时应先焊源极，后焊栅极。 第四章 半导体器件 3. 绝缘栅型场效应管的输入电阻很大，使得栅极的感应电荷不易泄漏，而且 SiO2氧化层又很薄，栅极只要有少量电荷，即可产生高压强电场，极易造成 MOS 管的击穿。所以要绝对防止栅极悬空，在不用时应将三个极短路。 4. 场效应管的漏极和源极通常制成对称的，故可互换使用。 第四章 半导体器件 $$