【模电】7.20

2019-04-14 08:07发布

英文翻译: 半导体(semiconductor) N 型(N type) 自由电子(free electron) 半导体二极管(semiconductors diodes) 等效电路(equivalent circuit) 电流方程(current equation) 电压(voltage) 电阻(resistance) 电容(capacitor) 场效应管(field effect transistor)(FET) 有源负载(active load) 沟道(channel) 恒流区(constant current region) 增强型(enhancement) 耗尽型(depletion type) 漏极(drain) 栅极(gate) 源极(source) 放大电路(amplifier) 发射极(emitter) 集电极(collector) 基极(base) 截止区(cut-off region) 阳极(positive pole) 阴极(negative pole)   半导体(semiconductors): 物质的导电性能取决于原子结构。导体一般为低价元素,它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子,在外电场的作用下产生定向移动,形成电流。高价元素(如惰性气体)或高分子物质(如橡胶),它们的最外层电子受原子核束缚力很强,很难成为自由电子,所以导电性极差,成为绝缘体。 常用的半导体材料硅和锗均为四价元素,它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚,也不像绝缘体那样被原子核束缚的那么紧,因而其导电性介于两者之间。 载流子:运载电荷的粒子。在导体中载流子是自由电子,在半导体中载流子是自由电子和空穴。 本征半导体 杂质半导体:通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,便可得到杂质半导体。按掺入的杂质不同,可形成N型(N Type)半导体(掺入五价元素,如磷)和P型半导体(掺入三价元素,如硼)。 PN结:采用不同的掺杂工艺,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在他们的交界面就形成了PN结。 PN结具有单向导电性:PN结外加正向电压(将电源的正极接到PN结的P端)时处于导通状态;PN结外加反向电压时处于截止状态。 半导体二极管: 将PN结用外壳封装起来,并加上电极引线就构成了半导体二极管,简称二极管。由P区引出的电极为阳极,由N区引出的电极为阴极。 理想二极管:导通时正向压降为零,截止时反向电流为零。 稳压二极管:稳压管在反向击穿时,在一定的电流范围内,端电压几乎不变,表现出稳压特性。 晶体三极管根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,就构成晶体管。 共射放大电路:使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置。(Vcc > Vbb) 场效应管(field effect transistor,FET):是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。分为结型和绝缘栅型(mos管)。 结型场效应管: 绝缘栅型场效应管:N沟道(N channel)增强型、耗尽型;P沟道增强型、耗尽型。 N沟道增强型MOS管: 工作原理: 1. 当栅-源之间不加电压时 漏源之间是两个背向的PN结,不存在导电沟道,因此即使漏-源之间加电压,也不会有漏极电流。 2. 当u_{DS} = 0 且 u_{GS} > 0 时 由于SiO_{2}的存在,栅极电流为零。 但是栅极金属层将聚集正电荷,它们排斥P型衬底靠近SiO_{2}一侧的空穴,使之剩下不能移动的负离子区,形成耗尽层。 3. 当 u_{GS} 增大时 一方面耗尽层增宽,另一方面将衬底的自由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间,形成一个N型薄层,称为反型层。这个反型层就构成了漏-源之间的导电沟道。 使沟道刚刚形成的栅-源电压称为开启电压 U_{GS(th)} . u_{GS} 愈大,反型层愈厚,导电沟道电阻愈小。 4. 当 u_{GS} 是大于 C 的一个确定值时 若在 d-s 之间加正向电压,则将产生一定的漏极电流。  u_{DS} 的变化对导电沟道的影响: (1)u_{DS} 较小时,u_{DS} 的增大使 i_{D} 线性增大,沟道沿源-漏方向逐渐变窄 (2)u_{DS} 增大到使 u_{GD} = U_{GS(th)}(即u_{DS} = u_{GS} -  U_{GS(th)}) 时,沟道在漏极一侧出现夹断点,称为预夹断。   (3)如果u_{DS}继续增大,夹断区随之延长,而且u_{DS}的增大部分几乎全部用于克服夹断区对漏极电流的阻力。 从外部看,i_{D} 几乎不因u_{DS} 的增大而变化,管子进入恒流区,i_{D} 几乎仅决定于 u_{GS} 在 u_{DS} > u_{GS} - U_{GS(th)} 时,对应于每一个 u_{GS} 就有一个确定的 i_{D}   特性曲线: