半导体器件

1.PN结

N型半导体：自由电子称为多子；空穴称为少子。

P型半导体：空穴为多子；自由电子为少子。

杂质半导体中，多子浓度由杂质的含量决定，少子的浓度主要由温度决定。

内电场方向：N→P，内电场是多子的扩散运动引起的。

当温度升高时，由于本征激发所引起的少子浓度急剧增加，因此PN结的反向饱和电流 IS显著增大。

PN结的正向导通电压具有负的温度系数：$\frac{\Delta V_D}{\Delta T}=-2.5mV/℃$

二极管的温度特性与PN结的温度特性相同：当温度升高时，正向导通电流将增大；或者说，正向电压具有负温度系数。

首先假设二极管断开，求得二极管两端所承受的电压。若正向电压大于开启电压，则二极管处于

正偏导通，导通电压≈0.7V。若正向电压为负或小于开启电压，则二极管截止。若电路中有多个二极管，通常承受正向电压较大者优先导通，然后再判断其余二极管。

工作在反向截止状态，用于稳压

（1）发射结正偏，集电结反偏：放大工作状态

（2）发射结反偏，集电结反偏：截止工作状态

（3）发射结正偏，集电结正偏：饱和工作状态

（4）发射结反偏，集电结正偏：倒置工作状态

在模拟电路中，三极管主要工作在放大状态；在数字电路中，三极管主要工作在截止和饱和状态；倒置工作状态应用较少。

输入特性：温度上升时，发射结电压下降（负温度特性），温度系数约为-2.5 mV/℃ 。

输出特性：温度上升时，输出特性曲线上移，间距增大。

方法1：当三极管导通时，先假设放大状态进行计算，若计算结果$V_{CE}<0.7V$（NPN硅管），则说明三极管工作在饱和状态。

方法2：先计算三极管临界饱和时(取$V_{CE}=0.7V$)的集电极临界饱和电流$I_{CS}$，倒推出基极临界饱和电流$I_{BS}$，若基极实际电流$ I_B > I_{BS}$ ，则说明三极管工作在饱和状态。

电位居中的为基极，根据电压差可判断发射极，最后剩下的就是集电极。

MOS管的栅极与其它电极绝缘，所以输入电阻近似为$\infty$，$i_G$≈0 。

$v_{GS}=0$，靠正离子作用，使P型衬底表面感应出N型反型层，将两个N+区连通，形成原始的N型导电沟道。

所以属于耗尽型FET，原理和特性与耗尽型MOS管相似。所不同的是JEFT正常工作时，两个PN结必须反偏，如对N沟道JFET，要求$v_{GS}\le0$。

记忆方法，记住N和P的电流方向，gs处的电流流向和ds电流流向相同，由此判断出gs电压的正负。

结型场效应管PN结只能反偏，增强型MOS管$v_{DS}<V_T$时，无$i_D$；耗尽型MOS管$v_{GS}=0$，有$i_D$