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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第十九節(jié):金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管

4.3 金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻雖然可達(dá)106～109W，但在要求輸入電阻更高的場(chǎng)合，還是不能滿足要求。而且，由于它的輸入電阻是PN結(jié)的反偏電阻，在高溫條件下工作時(shí)，PN結(jié)反向電流增大，反偏電阻的阻值明顯下降。與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管不同，金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）的柵極與半導(dǎo)體之間隔有二氧化硅（SiO2）絕緣介質(zhì)，使柵極處于絕緣狀態(tài)（故又稱絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管），因而它的輸入電阻可高達(dá)1015W。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是制造工藝簡(jiǎn)單，適于制造大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路。

MOS管也有N溝道和P溝道之分，而且每一類又分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種，二者的區(qū)別是增強(qiáng)型MOS管在柵-源電壓vGS=0時(shí)，漏-源極之間沒(méi)有導(dǎo)電溝道存在，即使加上電壓vDS（在一定的數(shù)值范圍內(nèi)），也沒(méi)有漏極電流產(chǎn)生（iD=0）。而耗盡型MOS管在vGS=0時(shí)，漏-源極間就有導(dǎo)電溝道存在。

4.3.1 N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管

一、結(jié)構(gòu)

a) N溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)示意圖

(b) N溝道增強(qiáng)型MOS管代表符號(hào)??? (c) P溝道增強(qiáng)型MOS管代表符號(hào)

在一塊摻雜濃度較低的P型硅襯底上，用光刻、擴(kuò)散工藝制作兩個(gè)高摻雜濃度的N+區(qū)，并用金屬鋁引出兩個(gè)電極，分別作漏極d和源極s。然后在半導(dǎo)體表面復(fù)蓋一層很薄的二氧化硅(SiO2)絕緣層，在漏-源極間的絕緣層上再裝上一個(gè)鋁電極,作為柵極g。另外在襯底上也引出一個(gè)電極B，這就構(gòu)成了一個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOS管。顯然它的柵極與其它電極間是絕緣的。圖 1(a)、(b)分別是它的結(jié)構(gòu)示意圖和代表符號(hào)。代表符號(hào)中的箭頭方向表示由P(襯底)指向N(溝道)。P溝道增強(qiáng)型MOS管的箭頭方向與上述相反，如圖 1(c)所示。

二、工作原理

1．vGS對(duì)iD及溝道的控制作用

MOS管的源極和襯底通常是接在一起的(大多數(shù)管子在出廠前已連接好)。從圖1(a)可以看出，增強(qiáng)型MOS管的漏極d和源極s之間有兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵-源電壓vGS=0時(shí)，即使加上漏-源電壓vDS，而且不論vDS的極性如何，總有一個(gè)PN結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏-源極間沒(méi)有導(dǎo)電溝道，所以這時(shí)漏極電流iD≈0。

若在柵-源極間加上正向電壓，即vGS＞0，則柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向襯底的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)能排斥空穴而吸引電子，因而使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥，剩下不能移動(dòng)的受主離子(負(fù)離子)，形成耗盡層，同時(shí)P襯底中的電子（少子）被吸引到襯底表面。當(dāng)vGS數(shù)值較小，吸引電子的能力不強(qiáng)時(shí)，漏-源極之間仍無(wú)導(dǎo)電溝道出現(xiàn)，如圖1(b)所示。vGS增加時(shí)，吸引到P襯底表面層的電子就增多，當(dāng)vGS達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，這些電子在柵極附近的P襯底表面便形成一個(gè)N型薄層，且與兩個(gè)N+區(qū)相連通，在漏-源極間形成N型導(dǎo)電溝道，其導(dǎo)電類型與P襯底相反，故又稱為反型層，如圖1(c)所示。vGS越大，作用于半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)就越強(qiáng)，吸引到P襯底表面的電子就越多，導(dǎo)電溝道越厚，溝道電阻越小。我們把開(kāi)始形成溝道時(shí)的柵-源極電壓稱為開(kāi)啟電壓，用VT表示。

由上述分析可知，N溝道增強(qiáng)型MOS管在vGS＜VT時(shí)，不能形成導(dǎo)電溝道，管子處于截止?fàn)顟B(tài)。只有當(dāng)vGS≥VT時(shí)，才有溝道形成，此時(shí)在漏-源極間加上正向電壓vDS，才有漏極電流產(chǎn)生。而且vGS增大時(shí)，溝道變厚，溝道電阻減小，iD增大。這種必須在vGS≥VT時(shí)才能形成導(dǎo)電溝道的MOS管稱為增強(qiáng)型MOS管。

2．vDS對(duì)iD的影響

圖1

如圖2(a)所示，當(dāng)vGS>VT且為一確定值時(shí)，漏-源電壓vDS對(duì)導(dǎo)電溝道及電流iD的影響與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相似。漏極電流iD沿溝道產(chǎn)生的電壓降使溝道內(nèi)各點(diǎn)與柵極間的電壓不再相等，靠近源極一端的電壓最大，這里溝道最厚，而漏極一端電壓最小，其值為vGD=vGS - vDS，因而這里溝道最薄。但當(dāng)vDS較?。╲DS

隨著vDS的增大，靠近漏極的溝道越來(lái)越薄，當(dāng)vDS增加到使vGD=vGS-vDS=VT(或vDS=vGS-VT)時(shí)，溝道在漏極一端出現(xiàn)預(yù)夾斷，如圖2(b)所示。再繼續(xù)增大vDS，夾斷點(diǎn)將向源極方向移動(dòng)，如圖2(c)所示。由于vDS的增加部分幾乎全部降落在夾斷區(qū)，故iD幾乎不隨vDS增大而增加，管子進(jìn)入飽和區(qū)，iD幾乎僅由vGS決定。

三、特性曲線、電流方程及參數(shù)

1．特性曲線和電流方程

圖1

N溝道增強(qiáng)型MOS管的輸出特性曲線如圖1(a)所示。與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一樣,其輸出特性曲線也可分為可變電阻區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)幾部分。轉(zhuǎn)移特性曲線如圖1(b)所示,由于場(chǎng)效應(yīng)管作放大器件使用時(shí)是工作在飽和區(qū)(恒流區(qū)),此時(shí)iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎是重合的,所以可用vDS大于某一數(shù)值(vDS＞vGS-VT)后的一條轉(zhuǎn)移特性曲線代替飽和區(qū)的所有轉(zhuǎn)移特性曲線,與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相類似。在飽和區(qū)內(nèi),iD與vGS的近似關(guān)系式為

???? ????????????????????? ???????????????????? ?( vGS＞VT )???

式中IDO是vGS=2VT時(shí)的漏極電流iD。

2. 參數(shù)

MOS管的主要參數(shù)與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管基本相同，只是增強(qiáng)型MOS管中不用夾斷電壓VP，而用開(kāi)啟電壓VT表征管子的特性。

4.3.2 N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管

圖1

　????

表? 1
結(jié)構(gòu)種類	工作方式	符?? 號(hào)	電壓極性		轉(zhuǎn)移特性 iD = f (vGS)	輸出特性 iD = f (vDS)
結(jié)構(gòu)種類	工作方式	符?? 號(hào)	VP或VT	VDS	轉(zhuǎn)移特性 iD = f (vGS)	輸出特性 iD = f (vDS)
N溝道 MOSFET	耗盡型		(-)	(+)
N溝道 MOSFET	增強(qiáng) 型		(+)	(+)
P溝道 MOSFET	耗盡型		(+)	(-)
P溝道 MOSFET	增強(qiáng) 型		(-)	(-)
P溝道 JFET	耗盡型		(+)	(-)
N溝道 JFET	耗盡型		(-)	(+)
P溝道 GaAs MESFET	耗盡型		(-)	(+)

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2020-11-20 10:06:18

2014

場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路的學(xué)習(xí)課件資料免費(fèi)下載

本文檔的主要內(nèi)容詳細(xì)介紹的是場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路包括了：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

2020-09-27 17:57:55

場(chǎng)效應(yīng)管的特性、性能參數(shù)和選用注意事項(xiàng)

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管又稱金屬（M）氧化物（O）半導(dǎo)體（S）場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱MOS管。按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)又可分為一般MOS管和VMOS管兩種，每種又有N型溝道和P型溝道兩種、增強(qiáng)型和耗盡型四類。

2020-07-15 15:48:42

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MOS場(chǎng)效應(yīng)管如何檢測(cè)

MOS場(chǎng)效應(yīng)管即金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，屬于絕緣柵型。在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因而具有很高的輸入電阻（最高可達(dá)10l5Ω）。它分為N溝道管和P溝道管，如圖2-54所示。通常是將襯底（基板）與源極S接在一同。

2019-11-30 11:01:39

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功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作特性

功率MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，即MOSFET，其原意是：MOS（MetalOxideSemiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體），F(xiàn)ET（FieldEffectTransistor場(chǎng)效應(yīng)晶體管），即以金屬層（M）的柵極隔著氧化層（O）利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體（S）的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

2019-10-11 10:26:31

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金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管應(yīng)用

據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月24日，日本半導(dǎo)體制造商羅姆（ROHM）宣布推出超級(jí)緊湊，尺寸為1.6 x1.6毫米的RV4xxx系列MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）產(chǎn)品，可提供優(yōu)越的安裝可靠性

2019-09-09 15:05:46

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場(chǎng)效應(yīng)管在電路中到底是如何控制電流的大小的

場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FieldEffectTransistor縮寫(xiě)（FET））簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。主要有兩種類型（juncTIonFET—JFET）和金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管

2019-08-31 10:05:49

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如何判別場(chǎng)效應(yīng)管的好壞與極性，在使用應(yīng)注意哪些事項(xiàng)

場(chǎng)效應(yīng)晶體管簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。主要有兩種類型：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高（107～1015

2019-07-19 15:05:06

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絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的種類較多，有PMOS、NMOS和VMOS功率管等，但目前應(yīng)用最多的是MOS管。MOS絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管也即金屬一氧化物一半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，通常用MOS表示，簡(jiǎn)稱作MOS管。它具有比結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管更高的輸入阻抗（可達(dá)1012Ω以上），并且制造工藝比較簡(jiǎn)單，使用靈活方便，非常有利于高度集成化。

2019-06-28 16:36:52

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場(chǎng)效應(yīng)管AO4354的特征

場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(xiě)(FET)）簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。主要有兩種類型（junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（metal-oxide

2018-12-02 22:25:01

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學(xué)習(xí)場(chǎng)效應(yīng)管這篇文章管夠

MOS管學(xué)名是場(chǎng)效應(yīng)管，是金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，屬于絕緣柵型，本文就結(jié)構(gòu)構(gòu)造、特點(diǎn)、實(shí)用電路等幾個(gè)方面用工程師的話簡(jiǎn)單描述。

2018-07-21 10:20:44

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一文詳解MOS管（構(gòu)造、特點(diǎn)、實(shí)用電路）

MOS管學(xué)名是場(chǎng)效應(yīng)管，是金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，屬于絕緣柵型。本文就結(jié)構(gòu)構(gòu)造、特點(diǎn)、實(shí)用電路等幾個(gè)

2018-05-28 16:20:44

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如何防止絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管擊穿

2017-11-23 17:30:24

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半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管相關(guān)知識(shí)的解析

本文詳細(xì)介紹了半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管的相關(guān)知識(shí)。

2017-11-23 14:58:19

場(chǎng)效應(yīng)管的分類及金屬-氧化物-半導(dǎo)體（MOS）場(chǎng)效應(yīng)管的解析

本文介紹了場(chǎng)效應(yīng)管的分類及金屬-氧化物-半導(dǎo)體（MOS）場(chǎng)效應(yīng)管相關(guān)知識(shí)的詳解。

2017-11-22 19:54:13

場(chǎng)效應(yīng)管型號(hào)大全

2017-10-25 14:11:29

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場(chǎng)效應(yīng)管電路圖符號(hào)_結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)_絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)

場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(xiě)（FET））簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。主要有兩種類型（junction FET—JFET）和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（metal-oxide semiconductor FET，簡(jiǎn)稱MOS-FET）。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管。

2017-08-01 17:39:41

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MOS場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理_場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量方法_場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的區(qū)別

2017-07-23 10:43:15

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場(chǎng)效應(yīng)管大全（工作原理,作用,特性,驅(qū)動(dòng)電路,使用方法）

2017-07-07 10:45:54

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場(chǎng)效應(yīng)管原理簡(jiǎn)析，場(chǎng)效應(yīng)管的分類與參數(shù)

2017-05-02 15:11:34

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場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

模電課件，關(guān)于場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的基本知識(shí)，簡(jiǎn)單介紹場(chǎng)效應(yīng)管放大電路及其應(yīng)用

2015-12-31 17:40:48

LDMOS和VDMOS

DMOS主要有兩種類型，垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管VDMOSFET和橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管LDMOSFET。

2011-12-01 11:15:06

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場(chǎng)效應(yīng)管所有廠家的中英文對(duì)照表

在場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)照表中，收編了美國(guó)、日本及歐洲等近百家半導(dǎo)體廠家生產(chǎn)的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（JFET）、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)次晶體管（MOSFET）、肖特基勢(shì)壘控制柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管（S

2010-06-14 07:26:35

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VMOS場(chǎng)效應(yīng)管,VMOS場(chǎng)效應(yīng)管是什么意思

VMOS場(chǎng)效應(yīng)管,VMOS場(chǎng)效應(yīng)管是什么意思 VMOS場(chǎng)效應(yīng)管（VMOSFET）簡(jiǎn)稱VMOS管或功率場(chǎng)效應(yīng)管，其全稱為V型槽MOS場(chǎng)效應(yīng)管。它是繼MOSFET之后新發(fā)展起

2010-03-05 15:44:53

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VMOS場(chǎng)效應(yīng)管,VMOS場(chǎng)效應(yīng)管是什么意思

VMOS場(chǎng)效應(yīng)管,VMOS場(chǎng)效應(yīng)管是什么意思　　VMOS場(chǎng)效應(yīng)管（VMOSFET）簡(jiǎn)稱VMOS管或功率場(chǎng)效應(yīng)管，其全稱為V型槽MOS場(chǎng)效應(yīng)

2010-03-04 09:51:03

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場(chǎng)效應(yīng)三極管及其放大電路

場(chǎng)效應(yīng)三極管及其放大電路場(chǎng)效應(yīng)管的分類；2. 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）和金屬－氧化物－半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）的結(jié)構(gòu)、工作原理、輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特

2009-11-12 14:19:18

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 1.場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)模型　　已知場(chǎng)效應(yīng)管輸出特性表達(dá)式：

2009-11-09 15:59:19

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第四十九節(jié):小功率整流濾波電路

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2009-09-17 18:05:13

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第三十九節(jié):對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)運(yùn)算

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2009-09-17 17:00:56

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第二十一節(jié):場(chǎng)效應(yīng)管與BJT放大電路的比較

模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第二十一節(jié):場(chǎng)效應(yīng)管與BJT放大電路的比較 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路與BJT放大電路的性能比較

2009-09-17 11:01:49

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第二十節(jié):場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

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2009-09-17 10:57:13

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第十八節(jié):砷化鎵金屬-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管

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2009-09-17 10:43:25

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第十七節(jié):結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

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2009-09-17 10:41:04

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2009-09-17 10:22:19

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2009-09-17 09:59:16

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件 第十節(jié):圖解分析法 3.3.1 靜態(tài)工作情況分析

2009-09-17 09:39:09

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2009-09-17 09:31:20

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第七節(jié):特殊二極管 2.4 特殊二極管 2.4.1 齊納二極管一、穩(wěn)壓管的結(jié)構(gòu)與特性

2009-09-17 09:23:28

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第五節(jié):半導(dǎo)體二極管

模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第五節(jié):半導(dǎo)體二極管 2.3 半導(dǎo)體二極管 2.3.1 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體二極管按

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模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第三節(jié):半導(dǎo)體的基本知識(shí)

模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件第三節(jié):半導(dǎo)體的基本知識(shí) 2.1 半導(dǎo)體的基本知識(shí) 2.1.1 半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間材料，我們稱之為

2009-09-17 09:05:15

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場(chǎng)效應(yīng)管的基本放大電路

場(chǎng)效應(yīng)管的基本放大電路和半導(dǎo)體三極管一樣，場(chǎng)效應(yīng)管的電路也有三種接法即共源極電路、共漏極電路和共柵極電路。 1.共源極電路共源極電路除有

2009-08-22 15:58:20

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場(chǎng)效應(yīng)管SI2301BDS

場(chǎng)效應(yīng)管SI2301BDS場(chǎng)效應(yīng)管SI2301BDS 是Vishay Siliconix 的產(chǎn)品，它是一只P 溝道、150mW、0.8V（G-S）MOSFET 器件。MOSFET 的中文全稱是“金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管”

2009-04-25 09:05:38

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場(chǎng)效應(yīng)管ppt

1.4.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1.4.2 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管1.4.3 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1.4.4 場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體三極管是僅由一種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)

2008-07-16 12:52:16

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