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第 2 章 半导体三极管. 2.2 单极型三极管. 课程引入:. 课程引入. 1. 什么是单极型三极管?. 教学目标. 2. 单极型三极管与双极型三极管有什么区别?. 重点难点. 教学内容. 思考练习. 第 2 章 半导体三极管. 2.2 单极型三极管. 教学目标:. 课程引入. 1. 了解场效应管的结构与符号. 教学目标. 2. 理解场效应管的工作原理. 重点难点. 3. 了解场效应管的主要参数. 教学内容. 思考练习. 第 2 章 半导体三极管. 2.2 单极型三极管. 重点难点:. 课程引入.
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第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 课程引入: 课程引入 1.什么是单极型三极管? 教学目标 2.单极型三极管与双极型三极管有什么区别? 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 教学目标: 课程引入 1.了解场效应管的结构与符号 教学目标 2.理解场效应管的工作原理 重点难点 3.了解场效应管的主要参数 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 重点难点: 课程引入 1.场效应管的结构特点 教学目标 2.场效应管的特性曲线和基本参数 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 绝缘栅型场效应管 MOSFET。分为: 增强型 N沟道、P沟道 耗尽型 N沟道、P沟道 课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 1、N沟道增强型MOS管 课程引入 (1)结构 教学目标 4个电极:漏极D,源极S,栅极G和衬底B 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 (2)工作原理 课程引入 ①栅源电压uGS的控制作用 教学目标 当uGS=0V时 管子截止。 重点难点 当uGS>0V时 纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 再增加UGs 纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道,如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流id。 课程引入 教学目标 开启电压(UT)——刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。 特性: uGS< UT,管子截止, uGS>UT,管子导通。 uGS越大,沟道越宽,在相同的漏源电压uDS作用下,漏极电流ID越大。 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 ②转移特性曲线: iD=f(uGS)uDS=const 课程引入 可根据输出特性曲线作出移特性曲线。 例1:作uDS=10V的一条转移特性曲线: 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习 UT
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 一个重要参数——跨导gm: 课程引入 gm=iD/uGS uDS=const (单位mS) gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 2、N沟道耗尽型MOS管 课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 特点: 当uGS=0时,就有沟道,加入uDS,就有iD。 当uGS>0时,沟道增宽,iD进一步增加。 当uGS<0时,沟道变窄,iD减小。 课程引入 教学目标 重点难点 教学内容 夹断电压(UP)——沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 一、MOS场效应管 3、P沟道耗尽型MOS管 课程引入 P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同,只不过导电的载流子不同,供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
N沟道 P沟道 第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 二、结型场效应管(以N沟道为例) 1、结构 两个PN结夹着一个N型沟道。 三个电极:g—栅极 d—漏极 s—源极 课程引入 教学目标 2、符号: 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 二、结型场效应管(以N沟道为例) 3、工作原理 课程引入 (1)栅源电压对沟道的控制作用 教学目标 在栅源间加负电压uGS,令uDS =0 ①当uGS=0时,导电沟道最宽。 ②当│uGS│↑时,沟道电阻增大。 ③当│uGS│↑到一定值时 ,沟道会完全合拢。 重点难点 教学内容 夹断电压UP——使导电沟道完全合拢(消失) 所需的栅源电压uGS。 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 二、结型场效应管(以N沟道为例) (2)漏源电压对沟道的控制作用 课程引入 在漏源间加电压uDS,令uGS =0 ①当uDS=0时, iD=0。 教学目标 ②uDS↑→iD ↑→沟道变窄 重点难点 ③当uDS ↑,使uGD=uGS-uDS=UP时,预夹断。 ④uDS再↑,预夹断点下移。 教学内容 预夹断前, uDS↑→iD ↑。 预夹断后, iDS↑→iD 几乎不变。 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 二、结型场效应管(以N沟道为例) 4、特性曲线 课程引入 (1)输出特性曲线: iD=f( uDS )│uGS=常数 输出特性曲线分为四个区: 教学目标 (a)可变电阻区(预夹断前) 重点难点 (b)恒流区(预夹断后) △ iD = gm △ uGS(放大原理) 教学内容 (c)夹断区(截止区) (d)击穿区 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 二、结型场效应管(以N沟道为例) 课程引入 恒流区 可变电阻区 教学目标 击穿区 重点难点 教学内容 思考练习 截止区
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 二、结型场效应管(以N沟道为例) (2)转移特性曲线: iD=f( uGS )│uDS=常数 课程引入 例:作uDS=10V的一条转移特性曲线。 教学目标 重点难点 教学内容 思考练习
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 三、场效应管的主要参数 1. 开启电压UT 栅源电压小于开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。 课程引入 2.夹断电压UP 当uGS=UP时,漏极电流为零。 教学目标 3.饱和漏极电流IDSS 当uGS=0时所对应的漏极电流。 重点难点 4.输入电阻RGS 结型场效应管:RGS大于107Ω MOS场效应管: RGS可达109~1015Ω。 教学内容 思考练习 5.低频跨导gm 反映了栅压对漏极电流的控制作用。
第2章 半导体三极管 2.2 单极型三极管 思考练习: 课程引入 1.晶体三极管的饱和区与场效应管的饱和区是否类似?为什么? 教学目标 2.如何从电路符号及特性曲线上区别耗尽型和增强型场效应管? 重点难点 教学内容 思考练习