模电考研《模拟电子技术基础》童诗白考研复习考点总结

模电考研《模拟电子技术基础》童诗白考研复习考点

总结

第1章常用半导体器件

1.1 复习笔记

本章首先介绍了半导体的基础知识，随后重点阐述了半导体二极管、晶体管（BJT）和场效应管（FET）的工作原理、特性曲线以及主要参数。半导体器件是组成电子电路的核心元件，因此本章内容是整本书学习的重要基础。通过本章的学习，应能熟练掌握常用半导体器件的工作原理、外特性和主要参数，并熟悉半导体相关基础知识，最后需要了解半导体器件的选用原则，为今后的模拟电路分析和设计打下基础。

一、半导体基础知识

半导体器件是构成电子电路的基本元件，所用的原料是经过特殊加工且性能可控的半导体材料，所以在学习半导体器件之前，需要了解一些半导体的基本名词术语（见表1-1-1）。

表1-1-1 半导体基本名词术语

二、半导体二极管

1二极管的结构和分类（见表1-1-2）

表1-1-2 二极管的结构和分类

2二极管的伏安特性

与PN结一样，二极管具有单向导电性，但由于二极管结构上的不同，具体的伏安特性与PN结又有区别（见表1-1-3）。

表1-1-3 二极管的伏安特性

3二极管的主要参数

为描述二极管性能，常引用以下几个主要参数（见表1-1-4）。

表1-1-4 二极管主要参数

4二极管的等效电路

二极管的伏安特性具有非线性，这给二极管的应用和分析带来了一定的困难。为了便于分析，常在一定的条件下，用线性原件构成的电路来模拟二极管的特性，并取代电路中的二极管，称为二极管的等效电路，也叫等效模型（见表1-1-5）。

表1-1-5 二极管等效电路

5稳压二极管

稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内（或者说在一定的功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性。关于稳压二极管见表1-1-6。

表1-1-6 稳压二极管

三、晶体三极管

1晶体管的结构

晶体管是由两个PN结组成的元器件，分为PNP和NPN两种类型，它的三端分别称为发射极e、基极b和集电极c。

2晶体管的电流放大作用

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。

晶体管的电流分配关系：

发射区中多数载流子由于扩散运动而大量注入基区，其中仅有很少部分与基区的多数载流子复合，形成基极电流，而大部分在集电结外电场作用下形成漂移电流i C，这里体现出i B对i C的控制作用。

3晶体管的共射特性曲线及其工作区（见表1-1-7）

表1-1-7 晶体管的共射特性曲线及其工作区

4晶体管的主要参数

在计算机辅助分析和设计中，根据晶体管的结构和特性，要用几十个参数全面描述。这里只介绍近似分析中最主要的参数（见表1-1-8）。

表1-1-8 晶体管的主要参数

5温度对晶体管参数的影响

（1）温度对I CBO的影响：温度每升高10℃，I CBO增大一倍。

（2）温度对β的影响：以25℃时测得的β值为基数，温度每升高1℃，β增加约（0.5～1）%。

（3）温度对发射结电压U BE的影响：温度每升高1℃，U BE约减小2～2.5mV。

四、场效应管

场效应管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，它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极性晶体管。

1结型场效应管（见表1-1-9）

表1-1-9 结型场效应管

2绝缘栅型场效应管

（1）特性曲线：与结型场效应管一样，MOS管也有可变电阻区、恒流区和夹断区三个工作区域，如图1-1-1所示。

图1-1-1 绝缘栅型场效应管的特性曲线

（2）恒流区电流方程：与结型场效应管相类似，i D与U GS的近似关系式为：

3场效应管的主要参数（见表1-1-10）

表1-1-10 场效应管的主要参数

4场效应管与晶体管的比较（见表1-1-11）

表1-1-11 场效应管与晶体管的比较