¶ 半导体基础知识
¶ 半导体
多子：多数载流子
少子：少数载流子
本征半导体：纯硅元素或者纯锗元素，没有掺杂任何东西
杂质半导体：
- P型半导体：掺入3价元素（如硼），导致多子为空穴，少子为电子
- N型半导体：掺入5价元素（如磷），多子为电子，少子为空穴
杂质半导体总体上仍显电中性
¶ PN结
形成过程：浓度不同→多子扩散→产生内电场→少子漂移→动态平衡
两边掺杂浓度相同：对称结
两边掺杂浓度不同：PN（N边浓度高），PN（P边浓度高）
单向导电性
¶ 伏安特性
PN结的伏安特性：
（其中只有和是变量）
其中，
：反向饱和电流，常量
：温度电压当量，常量，26mV（要记）
¶ 击穿
反向击穿特性：反向电压过大（超过）了之后电流急剧增大
击穿的分类：
- 电击穿
- 雪崩击穿：掺杂浓度较低->耗尽区较宽，发生电压较高
- 齐纳击穿：掺杂浓度较高->耗尽区较窄，发生电压较低
- 热击穿：通过PN结的功率超过其允许耗散功率（不可逆）
¶ 温度影响
温度升高时：
- 正向曲线向左移动（正向压降减小）
- 反向曲线向下移动（饱和电流增大）
¶ 电容效应
- 势垒电容：PN结反偏时它为主
- 扩散电容：PN结正偏时它为主
总电容C_{j}=C_{b}+C_
¶ 二极管
按结构分类：点接触型、面接触型、平面型（好像没见考过）
¶ 伏安特性
公式和PN结一样。
重要参数：
开启电压或死区电压：指使二极管开始开始导通的电压。硅管为0.7V左右，锗管为0.3V左右。
最大整流电流：长期运行允许通过的最大正向平均电流
最高反向工作电压：长期工作允许外加的最大反向工作电压，通常取一半
最高工作频率：主要看结电容，频率过高了二极管将不能很好表现单向导电性
直流电阻
交流电阻r_
¶ 等效模型
¶ 1 理想二极管等效电路
最简单，最不真实
电压为正就电阻变为0，电压为负就电阻变为无穷大。
¶ 2 恒压降型等效电路
电压超过就压降保持在，电压为负就电阻为无穷大。
¶ 3 折线型等效电路
¶ 二极管电路分析法
单个二极管的分析：
二极管电路的分析：
¶ 稳压二极管
工作在击穿状态。
击穿后在一定的电流范围内，电压几乎不变，即稳压作用。
主要参数：
稳压电压：击穿后的电压值
稳定电流：正常工作时的参考电流
额定功率
温度系数：温度变化时稳压电压的变化量，即\alpha=\frac{\Delta U_{Z}}
¶ 双极型晶体管（三极管）
基极-Base-b
集电极-Collection-c
发射机-Emission-e
三极管符号中的箭头，标识的是发射结，箭头方向是从P指向N（和PN结的正向方向一样），据此可以推断三极管类型和引脚。同时箭头方向就是电流流向，没有箭头标识的另外两个引脚的电流方向就和箭头相反（方向指向内流或向外流）。
¶ 结构特点
掺杂浓度：发射区＞集电区＞基区
基区宽度很窄
集电结面积＞发射结
¶ 工作状态分析
不管三极管工作在什么状态，由基尔霍夫都有：
三极管正常工作一定要发射结BE正偏，在此基础上，由集电结BC正偏或反偏得到放大和饱和两个状态。
¶ 放大状态
发射结正偏，集电结反偏
此时有：
其中分别叫做共发射极电流放大倍数和共基极电流放大倍数。
¶ 饱和状态
发射结正偏，集电结反偏
此时c e之间电压称为饱和电压，很小，近似导通。
¶ 特性曲线
¶ 输入特性曲线
即发射结的电压和电流的关系
类似二极管伏安特性。
¶ 输出特性曲线（重点）
其中的分界线正是发射结正/反偏的分界线。
上升段->水平段->击穿段
¶ 极限参数
- 集电极最大允许耗散功率P_
- 集电极最大允许电流I_
- 极间反向击穿电压
- U_
- U_
- U_
¶ 判断三极管类型和状态
- 看电流方向->NPN还是PNP
- 找0.3/0.7V->找到哪两个是b e，从而知道c
- 若已知是放大状态，则通过“发射结正偏，集电极反偏”得出NPN还是PNP->找出b e具体是哪个
¶ 场效应管
分类：
- 场效应管
- 结型场效应管 JET
- N型/P型
- 金属氧化物半导体场效应管/绝缘栅场效应管 MOSFET
- 增强型
- N型/P型
- 耗尽型
- N型/P型
- 增强型
- 结型场效应管 JET
¶ 结型场效应管 JET
栅极-gate-g
源极-source-s
漏极-drain-d
gs无反偏电压时，ds之间导通；给gs施加反偏电压，有关断ds通道的作用，反偏电压值比较小的时候，随调节，称为压控电阻特性；反偏电压超过阈值后，ds通道完全关断，称为夹断，这个阈值称为夹断电压。
上述讨论没有讨论ds电压的影响，ds电压本身也会带来类似收紧ds通道的作用，在较大的时候会出现预夹断，此时表现出压控电流源特性
¶ 特性曲线
¶ 输出特性曲线
¶ 转移特性曲线
其中
为饱和电流，是GS完全打开（即）时DS能流过的最大电流
为夹断电压
¶ MOSFET
衬底引出线是和s极连在一起的。
栅极-gate-g
源极-source-s
漏极-drain-d
记住符号的一点技巧：
N沟道P为衬底，N为ds材料，则顺PN结方向箭头又外向内，P沟道则反之。
增强型MOS是原先没有沟道，加以gs电压才产生通路，故其符号上是断开的；耗尽型MOS是原先有沟道，加以gs电压会断开，故其符号上是连起来的。
¶ 工作特性
（以增强型为例）
大小可以控制沟道宽度。
小：压控电阻
大：压控电流源
¶ 特性曲线
有近似关系式：
其中
为开启电压，作用类似JFET中的夹断电压（不过反过来）
为时的i_
对上式求导可得：
其中
¶ 总结
N沟道正常工作的都要＞0，P沟道的都要＜0.
