第 1章 半导体器件基础
1.1 半导体基础知识
1.2 半导体二极管
1.3 半 导 体 三 极 管
1.4 场 效 应 管
1.1 半导体基础知识自然界中的物质,按其导电能力可分为三大类：导体,半导体和绝缘体 。
半导体的特点：
① 热敏性
② 光敏性
③ 掺杂性
1.1.1 本征半导体完全纯净的,结构完整的半导体材料称为本征半导体 。
1.本征半导体的原子结构及共价键共价键内的两个电子由相邻的原子各用一个价电子组成，称为束缚电子。图 1.1
所示为硅和锗的原子结构和共价键结构。
图 1.1 硅和锗的原子结构和共价键结构
2.本征激发和两种载流子
—— 自由电子和空穴温度越高,半导体材料中产生的自由电子便越多 。 束缚电子脱离共价键成为自由电子后,在原来的位置留有一个空位,
称此空位为空穴 。
本征半导体中,自由电子和空穴成对出现,数目相同 。 图 1.2所示为本征激发所产生的电子空穴对 。
图 1.2 本征激发产生电子空穴对如图 1.3所示,空穴 （ 如图中位置 1） 出现以后,邻近的束缚电子 （ 如图中位置 2）
可能获取足够的能量来填补这个空穴,而在这个束缚电子的位置又出现一个新的空位,
另一个束缚电子 （ 如图中位置 3） 又会填补这个新的空位,这样就形成束缚电子填补空穴的运动 。 为了区别自由电子的运动,称此束缚电子填补空穴的运动为空穴运动 。
图 1.3 束缚电子填补空穴的运动
3.结 论
（ 1） 半导体中存在两种载流子,一种是带负电的自由电子,另一种是带正电的空穴,它们都可以运载电荷形成电流 。
（ 2） 本征半导体中,自由电子和空穴相伴产生,数目相同 。
（ 3） 一定温度下,本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡,电子空穴对的数目相对稳定 。
（ 4） 温度升高,激发的电子空穴对数目增加,半导体的导电能力增强 。
空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征 。
1.1.2 杂质半导体在本征半导体中加入微量杂质,可使其导电性能显著改变 。 根据掺入杂质的性质不同,杂质半导体分为两类：电子型
（ N型 ） 半导体和空穴型 （ P型 ） 半导体 。
1,N型半导体在硅 （ 或锗 ） 半导体晶体中,掺入微量的五价元素,如磷 （ P）,砷 （ As） 等,
则构成 N型半导体 。
五价的元素具有五个价电子,它们进入由硅 （ 或锗 ） 组成的半导体晶体中,五价的原子取代四价的硅 （ 或锗 ） 原子,在与相邻的硅 （ 或锗 ） 原子组成共价键时,
因为多一个价电子不受共价键的束缚,很容易成为自由电子,于是半导体中自由电子的数目大量增加 。 自由电子参与导电移动后,在原来的位置留下一个不能移动的正离子,半导体仍然呈现电中性,但与此同时没有相应的空穴产生,如图 1.4所示 。
图 1.4 N型半导体的共价键结构
2.P型半导体在硅 （ 或锗 ） 半导体晶体中,掺入微量的三价元素,如硼 （ B）,铟 （ In） 等,
则构成 P型半导体 。
三价的元素只有三个价电子,在与相邻的硅 （ 或锗 ） 原子组成共价键时,由于缺少一个价电子,在晶体中便产生一个空位,邻近的束缚电子如果获取足够的能量,
有可能填补这个空位,使原子成为一个不能移动的负离子,半导体仍然呈现电中性,
但与此同时没有相应的自由电子产生,如图 1.5所示 。
图 1.5 P型半导体共价键结构
P型半导体中,空穴为多数载流子
（ 多子 ）,自由电子为少数载流子 （ 少子 ） 。 P型半导体主要靠空穴导电 。
1.1.3 PN结及其单向导电性
1,PN结的形成多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动,如图 1.6所示 。
图 1.6 P型和 N型半导体交界处载流子的扩散由于空穴和自由电子均是带电的粒子,
所以扩散的结果使 P区和 N区原来的电中性被破坏,在交界面的两侧形成一个不能移动的带异性电荷的离子层,称此离子层为空间电荷区,这就是所谓的 PN结,如图 1.7
所示 。 在空间电荷区,多数载流子已经扩散到对方并复合掉了,或者说消耗尽了,
因此又称空间电荷区为耗尽层 。
图 1.7 PN结的形成空间电荷区出现后,因为正负电荷的作用,将产生一个从 N区指向 P区的内电场 。
内电场的方向,会对多数载流子的扩散运动起阻碍作用 。 同时,内电场则可推动少数载流子 （ P区的自由电子和 N区的空穴 ）
越过空间电荷区,进入对方 。 少数载流子在内电场作用下有规则的运动称为漂移运动 。 漂移运动和扩散运动的方向相反 。 无外加电场时,通过 PN结的扩散电流等于漂移电流,PN结中无电流流过,PN结的宽度保持一定而处于稳定状态 。
2,PN结的单向导电性如果在 PN结两端加上不同极性的电压,
PN结会呈现出不同的导电性能 。
（ 1） PN结外加正向电压
PN结 P端接高电位,N端接低电位，
称 PN结外加正向电压，又称 PN结正向偏置，简称为正偏，如图 1.8所示。
图 1.8 PN结外加正向电压
（ 2） PN结外加反向电压
PN结 P端接低电位,N端接高电位，
称 PN结外加反向电压，又称 PN结反向偏置，简称为反偏，如图 1.9所示。
图 1.9 PN结外加反向电压
PN结的单向导电性是指 PN结外加正向电压时处于导通状态,外加反向电压时处于截止状态 。
1.2 半导体二极管
1.2.1 二极管的结构及符号半导体二极管同 PN结一样具有单向导电性 。 二极管按半导体材料的不同可以分为硅二极管,锗二极管和砷化镓二极管等 。
可分为点接触型,面接触型和平面型二极管三类,如图 1.10所示 。
图 1.10 不同结构的各类二极管图 1.11所示为二极管的符号 。 由 P端引出的电极是正极,由 N端引出的电极是负极,箭头的方向表示正向电流的方向,VD
是二极管的文字符号 。
图 1.11 二极管的符号常见的二极管有金属,塑料和玻璃三种封装形式 。 按照应用的不同,二极管分为整流,检波,开关,稳压,发光,
光电,快恢复和变容二极管等 。 根据使用的不同,二极管的外形各异,图 1.12
所示为几种常见的二极管外形 。
图 1.12 常见的二极管外形
1.2.2 二极管的伏安特性及主要参数
1.二极管的伏安特性二极管两端的电压 U及其流过二极管的电流 I之间的关系曲线,称为二极管的伏安特性 。
（ 1） 正向特性二极管外加正向电压时,电流和电压的关系称为二极管的正向特性 。
如图 1.13所示,当二极管所加正向电压比较小时 （ 0<U<Uth）,二极管上流经的电流为 0,管子仍截止,此区域称为死区,Uth称为死区电压 （ 门坎电压 ） 。
硅二极管的死区电压约为 0.5V,锗二极管的死区电压约为 0.1V。
图 1.13 二极管的伏安特性曲线
（ 2） 反向特性二极管外加反向电压时，电流和电压的关系称为二极管的反向特性。由图 1.13
可见，二极管外加反向电压时，反向电流很小（ I≈-IS），而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称此电流值为二极管的反向饱和电流。
（ 3） 反向击穿特性从图 1.13可见，当反向电压的值增大到 UBR时，反向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，
UBR为反向击穿电压。利用二极管的反向击穿特性，可以做成稳压二极管，但一般的二极管不允许工作在反向击穿区。
2.二极管的温度特性二极管是对温度非常敏感的器件。实验表明，随温度升高，二极管的正向压降会减小，正向伏安特性左移，即二极管的正向压降具有负的温度系数（约为 -
2mV/℃ ）；温度升高，反向饱和电流会增大，反向伏安特性下移，温度每升高 10℃,
反向电流大约增加一倍。图 1.14所示为温度对二极管伏安特性的影响。
图 1.14 温度对二极管伏安特性的影响
3.二极管的主要参数
（ 1） 最大整流电流 IF
最大整流电流 IF是指二极管长期连续工作时,允许通过二极管的最大正向电流的平均值 。
（ 2） 反向击穿电压 UBR
反向击穿电压是指二极管击穿时的电压值 。
（ 3） 反向饱和电流 IS
它是指管子没有击穿时的反向电流值 。 其值愈小,说明二极管的单向导电性愈好 。
1.2.3 二极管的测试
1.二极管极性的判定将红,黑表笔分别接二极管的两个电极,若测得的电阻值很小 （ 几千欧以下 ）,
则黑表笔所接电极为二极管正极,红表笔所接电极为二极管的负极；若测得的阻值很大 （ 几百千欧以上 ）,则黑表笔所接电极为二极管负极,红表笔所接电极为二极管的正极,如图 1.15所示 。
图 1.15 二极管极性的测试
2.二极管好坏的判定
（ 1） 若测得的反向电阻很大 （ 几百千欧以上 ）,正向电阻很小 （ 几千欧以下 ）,
表明二极管性能良好 。
（ 2） 若测得的反向电阻和正向电阻都很小,表明二极管短路,已损坏 。
（ 3） 若测得的反向电阻和正向电阻都很大,表明二极管断路,已损坏 。
1.2.4 二极管应用电路举例普通二极管的应用范围很广,可用于开关,稳压,整流,限幅等电路 。
1.2.5 特殊二极管
1.稳压二极管稳压二极管又名齐纳二极管,简称稳压管,是一种用特殊工艺制作的面接触型硅半导体二极管,这种管子的杂质浓度比较大,容易发生击穿,其击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化,从而达到稳压的目的 。 稳压管工作于反向击穿区 。
（ 1） 稳压管的伏安特性和符号图 1.20所示为稳压管的伏安特性和符号。
图 1.20 稳压二极管的伏安特性和符号
（ 2） 稳压管的主要参数
① 稳定电压 UZ。它是指当稳压管中的电流为规定值时，稳压管在电路中其两端产生的稳定电压值。
② 稳定电流 IZ。 它是指稳压管工作在稳压状态时,稳压管中流过的电流,有最小稳定电流 IZmin和最大稳定电流 IZmax之分 。
③ 耗散功率 PM。它是指稳压管正常工作时，管子上允许的最大耗散功率。
（ 3） 应用稳压管应注意的问题
① 稳压管稳压时,一定要外加反向电压,保证管子工作在反向击穿区 。 当外加的反向电压值大于或等于 UZ时,才能起到稳压作用；若外加的电压值小于 UZ,稳压二极管相当于普通的二极管使用 。
② 在稳压管稳压电路中,一定要配合限流电阻的使用,保证稳压管中流过的电流在规定的范围之内 。
2.发光二极管发光二极管是一种光发射器件,英文缩写是 LED。 此类管子通常由镓 （ Ga）,
砷 （ As）,磷 （ P） 等元素的化合物制成,
管子正向导通,当导通电流足够大时,能把电能直接转换为光能,发出光来 。 目前发光二极管的颜色有红,黄,橙,绿,白和蓝 6种,所发光的颜色主要取决于制作管子的材料,例如用砷化镓发出红光,而用磷化镓则发出绿光 。 其中白色发光二极管是新型产品,主要应用在手机背光灯,液晶显示器背光灯,照明等领域 。
发光二极管工作时导通电压比普通二极管大,其工作电压随材料的不同而不同,
一般为 1.7V～ 2.4V。 普通绿,黄,红,橙色发光二极管工作电压约为 2V；白色发光二极管的工作电压通常高于 2.4V；蓝色发光二极管的工作电压一般高于 3.3V。 发光二极管的工作电流一般在 2mA～ 25mA的范围 。
发光二极管应用非常广泛,常用作各种电子设备如仪器仪表,计算机,电视机等的电源指示灯和信号指示等,还可以做成七段数码显示器等 。 发光二极管的另一个重要用途是将电信号转为光信号 。 普通发光二极管的外形和符号如图 1.23所示 。
图 1.23 发光二极管的外形和符号
3.光电二极管光电二极管又称为光敏二极管,它是一种光接受器件,其 PN结工作在反偏状态,
可以将光能转换为电能,实现光电转换 。
图 1.24所示为光电二极管的基本电路和符号。
图 1.24 光电二极管的基本电路和符号
4.变容二极管图 1.25所示为变容二极管的符号 。 此种管子是利用 PN结的电容效应进行工作的,
它工作在反向偏置状态,当外加的反偏电压变化时,其电容量也随着改变 。
图 1.25 变容二极管的符号
5.激光二极管激光二极管是在发光二极管的 PN结间安置一层具有光活性的半导体,构成一个光谐振腔 。 工作时接正向电压,可发射出激光 。
激光二极管的应用非常广泛,在计算机的光盘驱动器,激光打印机中的打印头,激光唱机,激光影碟机中都有激光二极管 。
1.3 半 导 体 三 极 管
1.3.1 三极管的结构及符号半导体三极管又称晶体三极管 （ 下称三极管 ）,一般简称晶体管,或双极型晶体管 。 它是通过一定的制作工艺,将两个
PN结结合在一起的器件,两个 PN结相互作用,使三极管成为一个具有控制电流作用的半导体器件 。 三极管可以用来放大微弱的信号和作为无触点开关 。
三极管从结构上来讲分为两类,NPN
型三极管和 PNP型三极管 。 图 1.26所示为三极管的结构示意图和符号 。
图 1.26 三极管的结构示意图和符号符号中发射极上的箭头方向,表示发射结正偏时电流的流向 。
三极管制作时,通常它们的基区做得很薄 （ 几微米到几十微米 ）,且掺杂浓度低；发射区的杂质浓度则比较高；集电区的面积则比发射区做得大,这是三极管实现电流放大的内部条件 。
三极管可以是由半导体硅材料制成,
称为硅三极管；也可以由锗材料制成,
称为锗三极管 。
三极管从应用的角度讲,种类很多 。
根据工作频率分为高频管,低频管和开关管；根据工作功率分为大功率管,中功率管和小功率管 。 常见的三极管外形如图 1.27所示 。
图 1.27 常见的三极管外形
1.3.2 三极管的电流分配原则及放大作用要实现三极管的电流放大作用,首先要给三极管各电极加上正确的电压 。 三极管实现放大的外部条件是：其发射结必须加正向电压 （ 正偏 ）,而集电结必须加反向电压 （ 反偏 ） 。
1.实验结论为了了解三极管的电流分配原则及其放大原理，首先做一个实验，实验电路如图 1.28所示。在电路中，要给三极管的发射结加正向电压，集电结加反向电压，保证三极管能起到放大作用。改变可变电阻
Rb的值，则基极电流 IB、集电极电流 IC和发射极电流 IE都发生变化，电流的方向如图中所示。
图 1.28 三极管电流放大的实验电路由实验及测量结果可以得出以下结论 。
（ 1） 实验数据中的每一列数据均满足关系,IE=IC+IB；
此结果符合基尔霍夫电流定律 。
（ 2） 每一列数据都有 IC>>IB,而且有 IC
与 IB的比值近似相等,大约等于 50。
（ 3） 对表 1.4中任两列数据求 IC和 IB变化量的比值,结果仍然近似相等,约等于 50。
（ 4） 从表 1.4中可知,当 IB=0（ 基极开路 ）
时,集电极电流的值很小,称此电流为三极管的穿透电流 ICEO。 穿透电流 ICEO越小越好 。
2.三极管实现电流分配的原理上述实验结论可以用载流子在三极管内部的运动规律来解释 。 图 1.29为三极管内部载流子的传输与电流分配示意图 。
图 1.29 三极管内部载流子的传输与电流分配示意图
（ 1）发射区向基区发射自由电子，形成发射极电流 IE。
（ 2）自由电子在基区与空穴复合，形成基极电流 IB。
（ 3）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子，形成集电极电流 IC。
3.结论
（ 1） 要使三极管具有放大作用,发射结必须正向偏置,而集电结必须反向偏置 。
（ 2） 一般有 β>>1；通常认为 β≈β。
（ 3） 三极管的电流分配及放大关系式为：
IE=IC+IB
IC=βIB
1.3.3 三极管的特性曲线及主要参数
1.三极管的特性曲线三极管的特性曲线是指三极管的各电极电压与电流之间的关系曲线,它反映出三极管的特性 。 它可以用专用的图示仪进行显示,也可通过实验测量得到 。 以 NPN
型硅三极管为例,其常用的特性曲线有以下两种 。
（ 1） 输入特性曲线它是指一定集电极和发射极电压 UCE下,
三极管的基极电流 IB与发射结电压 UBE之间的关系曲线 。 实验测得三极管的输入特性曲线如图 1.30所示 。
图 1.30 三极管的输入特性曲线
（ 2） 输出特性曲线它是指一定基极电流 IB下,三极管的集电极电流 IC与集电结电压 UCE之间的关系曲线 。 实验测得三极管的输出特性曲线如图 1.31所示 。
图 1.31 三极管的输出特性曲线一般把三极管的输出特性分为 3个工作区域,下面分别介绍 。
① 截止区三极管工作在截止状态时，具有以下几个特点：
（ a）发射结和集电结均反向偏置；
（ b）若不计穿透电流 ICEO，有 IB,IC
近似为 0；
（ c）三极管的集电极和发射极之间电阻很大，三极管相当于一个开关断开。
② 放大区图 1.31中,输出特性曲线近似平坦的区域称为放大区 。 三极管工作在放大状态时,具有以下特点：
（ a） 三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置；
（ b） 基极电流 IB微小的变化会引起集电极电流 IC较大的变化,有电流关系式,IC=βIB；
（ c） 对 NPN型的三极管,有电位关系：
UC>UB>UE；
（ d） 对 NPN型硅三极管,有发射结电压 UBE≈0.7V；对 NPN型 锗 三 极 管,有
UBE≈0.2V。
③ 饱和区三极管工作在饱和状态时具有如下特点：
（ a） 三极管的发射结和集电结均正向偏置；
（ b） 三极管的电流放大能力下降,
通常有 IC<βIB；
（ c） UCE的值很小,称此时的电压 UCE
为三极管的饱和压降,用 UCES表示 。 一般硅三极管的 UCES约为 0.3V,锗三极管的
UCES约为 0.1V；
（ d） 三极管的集电极和发射极近似短接,三极管类似于一个开关导通 。
三极管作为开关使用时，通常工作在截止和饱和导通状态；作为放大元件使用时，一般要工作在放大状态。
2.三极管的主要参数三极管的参数有很多,如电流放大系数,反向电流,耗散功率,集电极最大电流,最大反向电压等,这些参数可以通过查半导体手册来得到 。 三极管的参数是正确选定三极管的重要依据,下面介绍三极管的几个主要参数 。
（ 1） 共发射极电流放大系数 β和 β
它是指从基极输入信号,从集电极输出信号,此种接法 （ 共发射极 ） 下的电流放大系数 。
（ 2） 极间反向电流
① 集电极基极间的反向饱和电流 ICBO
② 集电极发射极间的穿透电流 ICEO
（ 3） 极限参数
① 集电极最大允许电流 ICM
② 集电极最大允许功率损耗 PCM
③ 反向击穿电压图 1.32 三极管的安全工作区
3.温度对三极管特性的影响同二极管一样,三极管也是一种对温度十分敏感的器件,随温度的变化,三极管的性能参数也会改变 。
图 1.33和图 1.34所示为三极管的特性曲线受温度的影响情况 。
图 1.33 温度对三极管输入特性的影响图 1.34 温度对三极管输出特性的影响
1.3.4 三极管的检测
1.已知型号和管脚排列的三极管,
判断其性能的好坏
（ 1） 测量极间电阻
（ 2） 三极管穿透电流 ICEO大小的判断
（ 3） 电流放大系数 β的估计
2.判别三极管的管脚
（ 1） 判定基极和管型
（ 2） 判定集电极 c和发射极 e
图 1.35 判别三极管 c,e电极的原理图
1.3.5 特殊三极管
1.光电三极管光电三极管又叫光敏三极管,是一种相当于在三极管的基极和集电极之间接入一只光电二极管的三极管,光电二极管的电流相当于三极管的基极电流 。 从结构上讲,此类管子基区面积比发射区面积大很多,光照面积大,光电灵敏度比较高,因为具有电流放大作用,在集电极可以输出很大的光电流 。
光电三极管有塑封,金属封装 （ 顶部为玻璃镜窗口 ）,陶瓷,树脂等多种封装结构,引脚分为两脚型和三脚型 。 一般两个管脚的光电三极管,管脚分别为集电极和发射极,而光窗口则为基极 。 图 1.36所示为光电三极管的等效电路,符号和外形 。
图 1.36 光电三极管的符号、等效电路和外形
2.光耦合器光耦合器是把发光二极管和光电三极管组合在一起的光 — 电转换器件 。 图 1.37
所示为光耦合器的一般符号 。
图 1.37 光耦合器的一般符号
3.达林顿管 （ 复合管 ）
达林顿管是指两个或两个以上的三极管按一定方式连接而成的管子,电流放大系数及输入阻抗都比较大 。
达林顿管分为普通达林顿管和大功率达林顿管,主要用于音频功率放大,电源稳压,大电流驱动,开关控制等电路 。
1.4 场 效 应 管场效应管则是一种电压控制器件,它是利用电场效应来控制其电流的大小,从而实现放大 。 场效应管工作时,内部参与导电的只有多子一种载流子,因此又称为单极性器件 。
根据结构不同,场效应管分为两大类,
结型场效应管和绝缘栅场效应管 。
1.4.1 结型场效应管结型场效应管分为 N沟道结型管和 P沟道结型管,它们都具有 3个电极：栅极,源极和漏极,分别与三极管的基极,发射极和集电极相对应 。
1.结型场效应管的结构与符号图 1.38所示为 N沟道结型场效应管的结构与符号,结型场效应管符号中的箭头,
表示由 P区指向 N区 。
图 1.38 N沟道结型管的结构与符号
P沟道结型场效应管的构成与 N沟道类似,
只是所用杂质半导体的类型要反过来 。 图 1.39
所示为 P沟道结型场效应管的结构与符号 。
图 1.39 P沟道结型管的结构与符号
2.N沟道结型场效应管的工作原理
（ 1） 当栅源电压 UGS=0时,两个 PN结的耗尽层比较窄,中间的 N型导电沟道比较宽,沟道电阻小,如图 1.40所示 。
图 1.40 UGS=0时的导电沟道
（ 2） 当 UGS<0时,两个 PN结反向偏置,
PN结的耗尽层变宽,中间的 N型导电沟道相应变窄,沟道导通电阻增大,如图 1.41所示 。
图 1.41 UGS<0时的导电沟道图 1.42 UGS＜ UP时的导电沟道
（ 3） 当 UP<UGS≤0且 UDS>0时,可产生漏极电流 ID。 ID的大小将随栅源电压 UGS的变化而变化,从而实现电压对漏极电流的控制作用 。
UDS的存在,使得漏极附近的电位高,
而源极附近的电位低,即沿 N型导电沟道从漏极到源极形成一定的电位梯度,这样靠近漏极附近的 PN结所加的反向偏置电压大,耗尽层宽；靠近源极附近的 PN结反偏电压小,耗尽层窄,导电沟道成为一个楔形,如图 1.43所示 。
图 1.43 UGS和 UDS共同作用的情况为实现场效应管栅源电压对漏极电流的控制作用,结型场效应管在工作时,栅极和源极之间的 PN结必须反向偏置 。
3.结型场效应管的特性曲线及主要参数
（ 1） 输出特性曲线输出特性曲线是指栅源电压 UGS一定时，漏极电流 ID与漏源电压 UDS之间的关系曲线，如图 1.44所示。
图 1.44 N沟道结型场效应管的输出特性曲线场效应管的输出特性曲线可分为四个区域：
可变电阻区恒流区截止区 （ 夹断区 ）
击穿区
（ 2） 转移特性曲线在场效应管的 UDS一定时,ID与 UGS之间的关系曲线称为场效应管的转移特性曲线,如图 1.45所示 。 它反映了场效应管栅源电压对漏极电流的控制作用 。
图 1.45 N沟道结型场效应管的转移特性曲线当 UGS=0时,导电沟道电阻最小,ID最大,
称此电流为场效应管的饱和漏极电流 IDSS。
当 UGS=UP时,导电沟道被完全夹断,沟道电阻最大,此时 ID=0,称 UP为夹断电压 。
（ 3） 主要参数
① 夹断电压 （ UP）
② 饱和漏极电流 IDSS
③ 直流输入电阻 （ RGS）
④ 最大耗散功率 （ PDM）
⑤ 低频跨导 （ gm）
⑥ 漏源击穿电压 （ U（ BR） DS）
⑦ 栅源击穿电压 （ U（ BR） GS）
1.4.2 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管是由金属 （ Metal）,
氧化物 （ Oxide） 和半导体 （ Semiconductor）
材料构成的,因此又叫 MOS管 。
绝缘栅场效应管分为增强型和耗尽型两种,每一种又包括 N沟道和 P沟道两种类型 。
（ 1） 结构与符号以 N沟道增强型 MOS管为例,它是以 P
型半导体作为衬底,用半导体工艺技术制作两个高浓度的 N型区,两个 N型区分别引出一个金属电极,作为 MOS管的源极 S和漏极
D；在 P形衬底的表面生长一层很薄的 SiO
2绝缘层,绝缘层上引出一个金属电极称为
MOS管的栅极 G。 B为从衬底引出的金属电极,一般工作时衬底与源极相连 。 图 1.46所示为 N沟道增强型 MOS管的结构与符号 。
图 1.46 N沟道增强型 MOS管的结构与符号符号中的箭头表示从 P区 （ 衬底 ） 指向 N区 （ N沟道 ）,虚线表示增强型 。
（ 2） N沟道增强型 MOS管的工作原理如图 1.47所示,在栅极 G和源极 S之间加电压 UGS,漏极 D和源极 S之间加电压 UDS，
衬底 B与源极 S相连 。
图 1.47 N沟道增强型 MOS管加栅源电压 UGS
形成导电沟道所需要的最小栅源电压
UGS，称为开启电压 UT。
（ 3） 特性曲线
① 输出特性 （ 漏极特性 ） 曲线图 1.48 N沟道增强型 MOS管的输出特性曲线
② 转移特性曲线图 1.49 N沟道增强型 MOS管的转移特性曲线
2.耗尽型绝缘栅场效应管
（ 1） 结构,符号与工作原理图 1.50 N沟道耗尽型 MOS管的结构与符号
（ 2） 特性曲线图 1.51 N沟道耗尽型 MOS管的输出特性曲线和转移特性曲线耗尽型 MOS管工作时,其栅源电压
UGS可以为 0,也可以取正值或负值,这个特点使其在应用中具有更大的灵活性 。
3.绝缘栅场效应管的主要参数开启电压 UT：指 UDS为一定值时,形成导电沟道,使增强型 MOS管导通所需要的栅源电压值 。
1.4.3 各种场效应管的符号,电压极性及特性曲线
1.4.4 三极管与场效应管的性能特点及检测与选用
1.三极管与场效应管的性能特点
2.结型场效应管的检测
（ 1） 判定结型场效应管的栅极和管型
（ 2） 用万用表判定结型场效应管的好坏
3.选用场效应管应注意的事项
（ 1） 选用场效应管时,不能超过其极限参数 。
（ 2） 结型场效应管的源极和漏极可以互换 。
（ 3） MOS管有 3个引脚时,表明衬底已经与源极连在一起,漏极和源极不能互换；有 4个引脚时,源极和漏极可以互换 。
（ 4） MOS管的输入电阻高,容易造成因感应电荷泄放不掉而使栅极击穿永久失效 。 因此,在存放 MOS管时,要将 3个电极引线短接；焊接时,电烙铁的外壳要良好接地,并按漏极,源极,栅极的顺序进行焊接,而拆卸时则按相反顺序进行；
测试时,测量仪器和电路本身都要良好接地,要先接好电路再去除电极之间的短接 。
测试结束后,要先短接电极再撤除仪器 。
（ 5） 电源没有关时,绝对不能把场效应管直接插入到电路板中或从电路板中拔出来 。
（ 6） 相同沟道的结型场效应管和耗尽型
MOS场效应管,在相同电路中可以通用 。
