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[常见问题解答]结型场效应管与金属氧化物场效应管的对比与应用分析[ 2025-04-18 14:45 ]
在现代电子技术中,场效应管(FET)作为重要的半导体器件之一,在开关、放大等方面的应用广泛。特别是结型场效应管(JFET)和金属氧化物场效应管(MOSFET),它们各自具有独特的结构和特性,适用于不同的电路设计和应用场景。1. 结型场效应管的工作原理与特点通过调节栅极电压,结型场效应管(JFET)可以控制电流的流动。它基于半导体结的控制。由于其较简单的结构和较高的输入阻抗,J象管通过PN结的反向偏置来控制电流流动。在没有栅极电压的情况下,JFET的导电通道仍然处于导电状态。当负栅极电压施加时,耗尽层逐渐扩张,这导致
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[常见问题解答]深入分析MDD整流二极管的PN结特性与电流传导机制[ 2025-04-08 10:15 ]
MDD整流二极管作为电力电子与信号处理电路中的关键器件,其高效的电流传导特性离不开PN结的独特工作原理。PN结本身具有非常显著的整流特性,使其在二极管中的应用变得至关重要。一、PN结的基本结构和形成PN结是由P型半导体和N型半导体两种不同类型的半导体材料通过掺杂形成的。当P型半导体(含有大量空穴)与N型半导体(含有大量自由电子)结合时,界面会形成一个耗尽区。这个区域几乎没有自由载流子,并且由于内部电场的存在,导致电子与空穴在交界面处发生重新组合。正是这种耗尽层和电场的存在,决定了PN结的电流导通特性。二、正向偏置下
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[常见问题解答]PN结中杂质掺杂对正反向电流特性的影响分析[ 2025-03-21 11:52 ]
在半导体器件中,PN结是构成各种电子器件的基础结构之一,其电流特性直接关系到器件的性能稳定性与工作效率。掺杂作为调控PN结性能的重要手段,在其中扮演着决定性的角色。一、PN结结构及其基本工作机制PN结由P型和N型两种半导体材料结合而成,P区以空穴为主导载流子,N区则以电子为主。当两种区域接触后,载流子发生迁移,导致界面处形成一个无载流子的耗尽层,同时在该区域内建立起内部电场。在无电压施加时,PN结维持动态平衡。当施加正向电压时,该内电场被抵消,使载流子更容易穿过结区,电流显著增加;而在反向偏压下,势垒增强,仅允许微
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[常见问题解答]深入剖析二极管的工作原理与应用特性[ 2025-03-13 11:52 ]
二极管作为电子学的核心器件之一,在现代电子技术和电路设计中具有极其广泛的应用。其最显著的特性是单向导电性,这一特性使其成为整流、信号调制、过压保护等多种电路的基础元件。一、二极管的基本结构与P-N结原理二极管的核心结构是P-N结,由P型半导体和N型半导体相结合形成。在P区,空穴是主要载流子,而N区则以电子为主。当两者接触后,载流子相互扩散,部分电子进入P区,而空穴向N区扩散,最终在交界处形成一个几乎没有自由载流子的区域,即耗尽层。在耗尽层内,电子与空穴复合后留下固定的正负离子,从而形成一个由N区指向P区的内建电场。
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[常见问题解答]PN结的反向击穿是什么?有哪些类型及其工作原理?[ 2025-03-12 18:08 ]
PN结的反向击穿是半导体物理学中一个至关重要的现象,它发生在PN结处于反向偏置状态时,当施加的反向电压超过一定阈值,PN结的反向电流会骤然上升,表现出击穿特性。PN结的反向击穿不仅是半导体器件工作原理的一部分,还在稳压电路、电子保护元件等领域发挥着重要作用。 一、PN结反向击穿的基本概念 在正常工作状态下,PN结的反向电流极小,这是由于结区中的耗尽层起到了阻挡电荷载流子运动的作用。然而,当反向电压增加到一定水平,耗尽层中的电场强度增强,可能导致
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[常见问题解答]变容二极管的工作原理及其主要特性解析[ 2025-03-03 11:05 ]
在现代电子电路中,变容二极管是一种常见的半导体元件,它的核心特点是电容值可随外加电压变化,使其在调谐电路、频率合成及无线通信等应用中占据重要地位。一、变容二极管的工作原理变容二极管的本质是PN结二极管,但它主要工作在反向偏压状态,以利用PN结的电容效应。当给PN结施加反向偏压时,N区的自由电子被正极吸引,P区的空穴被负极吸引,形成一个无载流子的耗尽层耗尽层的厚度随反向偏压变化,进而影响二极管的电容量C,满足公式:C = kS/d其中:- C 是结电容;- k 是介电常数;- S 为PN结的有效面积;- d 为耗尽
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[常见问题解答]PN结的正向偏置与反向偏置工作原理解析[ 2025-03-03 10:10 ]
PN结是半导体器件(如二极管、晶体管)的核心组成部分,其电学特性决定了器件的导通与截止行为。不同的外加电压条件下,PN结会呈现不同的工作状态,其中正向偏置和反向偏置是最主要的两种模式。深入理解这两种模式的工作机制,有助于掌握半导体器件的运行原理,并优化电子电路的设计与应用。一、PN结的基本结构与内建电场PN结由P型半导体与N型半导体结合形成。两者接触时,由于载流子浓度差异,N区的电子扩散至P区,P区的空穴也向N区扩散。随着扩散进行,结区附近的自由载流子减少,形成一个固定带电的区域,即空间电荷区(耗尽层)。在这一区域
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[常见问题解答]MOS管的静态特性介绍(上)[ 2023-04-15 14:10 ]
MOS管的静态特性介绍(上)目前MOSFET仍是数字集成电路广泛使用的器件,根据MOS管的静态模型,以NMOS为例,分析其电流电压特性。 器件部分涉及到很多半导体物理、器件物理相关知识,暂不深入探究,MOS管的基本结构如图所示。<阈值电压>MOS管强反型发生时VGS的值称为阈值电压VT。强反型的发生:假设源、漏均接地,当栅电压开始为正时,与SiO2接触的硅表面多子(空穴)减少; 当栅电压升高,空间电荷区(也称耗尽层)开始出现; 栅电压继续升高到硅表面的电势达到临界值,出现强反型,发生的电压等于两倍的费米
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[常见问题解答]二极管的组成及仿真介绍[ 2023-02-27 15:44 ]
1. PN结的单向导电性PN结正偏PN结反偏PN结加正向电压导通(正偏): 外电源形成外电场,使P区空穴越过耗尽层(即PN结)到达电源负极;N区自由电子越过耗尽层,到达电源正极,从而使PN结处于导通状态。PN结加反向电压截止(反偏): 外电源形成外电场,使N区空穴越过耗尽层(少数载流子)到达电源负极;P区自由电子越过耗尽层,到达电源正极,由于少数载流子由本征激发所得,数目比较少,通常认为PN结处于截止状态。但是PN结是有电流流过的,即反向饱和电流Is,虽然数值很小,但它受温度影响很大(大约温度每升高10℃,反向电流
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[常见问题解答]MOS场效应管介绍与原理作用[ 2021-08-28 10:30 ]
MOS场效应管介绍与原理作用一、场效应管(FET)是利用控制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,属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(107~1015Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。二、场效应管工作原理就是“漏极-源极间流经沟道的ID,用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制ID”。更正确地说,ID流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由pn结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域,表示
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[常见问题解答]MOS管知识-mosfet体效应(衬偏效应)分析[ 2020-12-04 16:51 ]
MOS管知识-mosfet体效应(衬偏效应)详解mosfet体效应(衬偏效应)详解关于MOSFET的体效应(body-effect,衬底调制效应/衬偏效应),主要是来源于mos管的S-B(Source-Bulk)端之间的偏压对MOSFET阈值电压vth的影响:以NMOS为例,当晶体管的源端(Source)电势高于体端(Bulk)电势时,栅下面的表面层中将有更多的空穴被吸引到衬底,使耗尽层中留下的不能移动的负离子增多,耗尽层宽度增加,耗尽层中的体电荷面密度Qdep也增加。而从一般的MOSFET的阈值电压的关系式中Vt
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[常见问题解答]MOS管知识-MOS管电容特性分析[ 2020-11-11 15:21 ]
MOS管知识-MOS管电容特性分析MOS管电容特性-动态特性从图九可以看出功率管的寄生电容分布情况,电容的大小由功率管的结构,材料和所加的电压决定。这些电容和温度无关,所以功率管的开关速度对温度不敏感(除阈值电压受温度影响产生的次生效应外)MOS管电容特性:由于器件里的耗尽层受到了机压影响,电容Cgs和Cgd随着所加电压的变化而变化。然而相对于Cgd,Cgs受电压的影响非常小,Cgd受电压影响程度是Cgs的100倍以上。如图10所示为一个从电路角度所看到的本征电容。受栅漏和栅源电容的影响,感应到的dv/dt会导致功
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[常见问题解答]分析短沟道效应-MOSFET的短沟道效应知识[ 2020-11-10 16:57 ]
分析短沟道效应-MOSFET的短沟道效应知识MOSFET的短沟道效应当MOS晶体管的沟道长度小到可以和漏结及源结的耗尽层厚度相比拟时,会出现一些不同于长沟道MOS管特性的现象,统称为短沟道效应,它们归因于在沟道区出现二维的电势分布以及高电场。MOSFET的短沟道效应:当沟道区的掺杂浓度分布一定时,如果沟道长度缩短,源结与漏结耗尽层的厚度可与沟道长度比拟时,沟道区的电势分布将不仅与由栅电压及衬底偏置电压决定的纵向电场有关,而且与由漏极电压控制的横向电场也有关。换句话说,此时缓变沟道近似不再成立。这个二维电势分布会导致
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[常见问题解答]PIN二极管的原理以及应用[ 2020-10-12 18:10 ]
PIN二极管的原理以及应用一、PIN二极管的原理和结构一般的二极管是由N型杂质掺杂的半导体材料和P型杂质掺杂的半导体材料直接构成形成PN结。而PIN二极管是在P型半导体材料和N型半导体材料之间加一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层。PIN二极管的结构图如图1所示,因为本征半导体近似于介质,这就相当于增大了P-N结结电容两个电极之间的距离,使结电容变得很小。其次,P型半导体和N型半导体中耗尽层的宽度是随反向电压增加而加宽的,随着反偏压的增大,结电容也要变得很小。由于I层的存在,而P区一般做得很薄,入射光子
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[常见问题解答]二极管的知识点介绍[ 2020-09-19 11:42 ]
二极管的知识点介绍1.空间电荷区在P型半导体与N型半导体接触边界,由于自由电子的扩散运动和内电场(N指向P)导致的漂移运动,使PN结中间的部位(P区和N区交界面)产生一个很薄的电荷区,它就是空间电荷区(即PN结)。在这个区域内,多数载流子已扩散到对方并复合掉了,或者说消耗殆尽了,因此,空间电荷区又称为耗尽层 。空间电荷区的宽度取决于半导体的杂质浓度,掺杂浓度愈高,对应的空间电荷区宽度就愈窄。另外,空间电荷区的宽度还受外加电压控制,当外加电压方向增强空间电荷区电场时,空间电荷区展宽,反之,外加电压削弱空间电荷区电场时
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[常见问题解答]为什么MOS管饱和区沟道夹断了还有电流以及饱和区电流公式详解[ 2020-08-28 16:21 ]
为什么MOS管饱和区沟道夹断了还有电流以及饱和区电流公式详解随着漏源电压不断增大,当达到夹断电压时,沟道厚度在漏极处减薄为零,沟道在漏极处消失,该处只剩下耗尽层,这是所谓的夹断;漏源电压继续增大,沟道的夹断点向源极方向运动,那么在沟道和漏极之间就会隔着一段耗尽区,当沟道中的电子到达沟道端头的耗尽区边界时,会立即被耗尽区内的强电场扫入漏区,所以会有电流的存在。由于电子在耗尽区内的飘移速度已达到饱和速度,不再随着电场的增大而增大,所以漏极电流达到饱和。当漏一源之间接上+ VDS时,从源一沟道一漏组成的N型半导体区域内产
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[常见问题解答]搞懂MOS管半导体结构与如何制造详解[ 2020-08-28 14:39 ]
搞懂MOS管半导体结构与如何制造详解MOS管作为半导体领域最基础的器件之一,无论是在IC 设计里,还是板级电路应用上,都十分广泛。MOS管一般是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source(源极)和drain(耗尽层)是可以对调的,他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下,这个两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能。这样
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[常见问题解答]MOS管电压型静电击穿解析-MOS管原厂专业制造[ 2020-08-27 17:01 ]
MOS管电压型静电击穿解析-MOS管原厂专业制造今天主要讲MOS管电压型静电击穿特点。其实MOS管一个ESD敏感器件,它本身的输入电阻很高,而栅-源极间电容又非常小,所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电,又因在静电较强的场合难于泄放电荷,容易引起静电击穿。而静电击穿有两种方式,电压型及功率型。电压型击穿,即MOS管栅极的薄氧化层发生击穿,形成针孔,使栅极和源极间短路,或者使栅极和漏极间短路,它的特点是:(1)穿通击穿的击穿点软,击穿过程中,电流有逐步增大的特征,这是因为耗尽层扩展较宽,产生电流较大。另一方面,耗尽
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[常见问题解答]解析igbt是什么[ 2020-08-24 17:00 ]
解析igbt是什么IGBT是由→三极管、场效应管、续流二极管,这三个基本原件构成的复合原件。它的基本功能和三极管、场效应管类似,都是用控制极控制电路通断,定性分析电路的时候可以把它们看成一样的东西三极管的优点:导通之后管压降比较低。三极管的缺点:需要提供较大的基极电流进行控制,对驱动电路的功率要求比较大场效应管优点:栅极靠静电场控制“耗尽层”,输入电阻大,所以驱动电路只需要提供电压即可,对驱动功率要求很低。场效应管的缺点:导通管压降大IGBT的原理很简单:先控制场效应管的通断,再用
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[常见问题解答]变容二极管如何测量与测量方法[ 2020-04-07 10:45 ]
变容二极管如何测量与测量方法变容二极管原理变容二极管也称为压控变容器,是根据所提供的电压变化而改变结电容的半导体。也就是说,作为可变电容器,可以被应用于FM调谐器及TV调谐器等谐振电路和FM调制电路中。其实我们可以把它看成一个PN结,我们想,如果在PN结上加一个反向电压V(变容二极管是反向来用的),则N型半导体内的电子被引向正极,P型半导体内的空穴被引向负极,然后形成既没有电子也没有空穴的耗尽层,该耗尽层的宽度我们设为d,随着反向电压V的变化而变化。如此一来,反向电压V增大,则耗尽层d变宽,二极管的电容量C就减少(
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