晶体管的故事

第一篇：晶体管的故事

晶体管的故事---肖克莱的苦恼

晶体管，一种能够对电流或电压放大和控制的器件，是上个世纪所发明的一种最重要的器件，是引领整个信息时代最重要的一种器件，被称作信息时代的‘神经细胞’，不夸张地说，它是现代文明的基石，这里记录的是有关它的一段历史。

学过半导体物理的人都知道肖克莱（W.B.Shockley）这个人，他是结型晶体管(Junction Transistor)的发明人，这种结型晶体管是固态器件中最重要的电子器件，理论上是由W.B.Shockley在1948年一月23日发明的，这项发明连同John.Bardeen和Walter.Brattain的点接触型晶体管的发明，不仅获得了1956年（12月10日）的物理诺贝尔奖，同时由此还带来了一场信息革命的开端。这是继钢铁时代之后，在半导体材料上发生的又一次划时代的革命，这是一个全新信息时代最重要的基石，而基于此的数字时代已然是今天人类活动的主流。今天，几乎在每一个电子产品里面，都有着他们的痕迹和功绩。

这项发明是三个人在贝尔电报实验室Bell Telephone Laboratories(BTL)完成的。不过，这段发明史很有戏剧性。首先是John.Bardeen和Walter.Brattain在1947年12月16日发明了点接触型晶体管(Point contact transistor)，被称之为‘圣诞礼物’。点接触晶体管即用一根金属细丝与N型锗(Ge)接触，然后通过较大的瞬时电流，将金属触丝和锗融合在一起，形成pn结。而W.B.Shockley的结型晶体管是在其38天之后发明的！事实上，Bardeen和Brattain一直是Shockley研究小组的成员，他们的发明，不仅给整个研究小组带来了喜悦，同时也给贝尔实验室带来了喜悦。身为组长的Shockley自然很高兴，但是随后，Shockley却陷入了深深的苦恼之中。Shockley深深地感觉到自己，虽然是项目的负责人，虽然在研究过程中一直不离左右，但是在这项工作中他却没有做出真正的、实际的贡献。因此，面对他们二人所取得的这么大的成就，他自己感觉内心受到很大冲击和震撼。从下面这一段回忆录中可以看出他内心的忧虑、甚至是彷徨：

‚点接触型晶体管发明的数周内，肖克莱被一种复杂的情感折磨着。他认识到Bardeen and Brattain’的发明对贝尔实验室来说是‘伟大的圣诞礼物’，但他感到懊恼的是在这关键的具有突破性的发明中自己却没有扮演一个重要的角色。他在约25年后的一次描述中说：‘团队的成功给我带来了喜悦，但这种喜悦随即却被我不是其中的发明人而冲淡’，我感觉到非常沮丧，我个人在这个领域已经工作八年多了，但却没有做出属于我自己的显著发明和贡献。‛（During the weeks that followed the invention of the point-contact transistor, Shockley was torn by conflicting emotions.Although he recognized that Bardeen and Brattain’s invention had been a ‘‘magnificent Christmas present’’ to Bell Labs, he was chagrined that he had not had a direct role to play in this obviously crucial break-through.‘‘My elation with the group’s success was tem-pered by not being one of the inventors,’’ he recalled a quarter century later(Shockley, 1976).‘‘I experienced frustration that my personal efforts, started more than eight years before, had not resulted in a significant in-ventive contribution of my own.’’）

实际上，肖克莱己在这个领域工作有八年的时间了，而Bardeen和Brattain二人的工作只不过有两年的时间而已。但发明的主要贡献者却不是他！其内心的痛楚可想而知。于是，在他们二人发明了点接触晶体管后的38天的时间之内，他没有停滞不前，而是立即着手建立并推倒出了半导体载流子中少数载流子的输运理论和公式，以专利的形式完成了他划时代的发明。因此，他从理论上发明了结型晶体管(Junction transistor)。随后，在1949年，由J.N.Shive在实验上证明了他的设想。

Bardeen和Brattain二人都是著名的物理学家，Bardeen从理论上确定了半导体的‘表面态(surface states)’，而Brattain从实验的角度完成了Bardeen的理论预期结果。因此，这二人珠联璧合，完成了一个跨时代的实验，故而，两人联合署名发表文章（从此可以清楚到看出贝尔实验室的一些管理制度。Bardeen和Brattain在贝尔实验室中，W.Shockley是他们的上级，但是在Bardeen和Brattain发表的文章中却没有W.Shockley的署名。）

此前，人们从来没有想象过这项发明技术会从此给人类带来了一场真正的信息革命的开端。当初，是在二战后，W.Shockley领导的研究队伍在贝尔实验室开始了固态放大器的研究工作。W.B.Shockley他们只是想找出一些别的方法来制备一些体积比较小、质量比较轻的器件，以此来替代当时正在使用的体积个头较大的电子管。因此，W.Shockley在1945年十月请(hired)Bardeen来一起从事研究工作。在1935年到1936年，当Bardeen在哈佛做Junior fellow（类似博士后）时，Shockley即已经和Bardeen相识。W.Shockley是在1936年从麻省理工（MIT）获得物理学博士学位，于1936年九月加入贝尔实验室，Brattain早在1929年即已在贝尔实验室工作。

不过，作为一个真正的科学家，W.Shockley表现出了他最重要的科学家的品质和素养。Bardeen和Brattain的发明深深地刺痛了他的自尊心，同时又激发了他无限的争强好胜心，在科学上要做出自己真正地贡献，这导致了其重要的发明核创造。由此他提出了凝聚态物理中除了电子以外的导电机制，提出了少子（少数载流子）在半导体中的迁移和注入的作用，建立了双极半导体载流子的输运理路，以及场效应的理论（他不是第一个），由此形成了‘单极’晶体管—即MOS结构的晶体管。

W.Shockley从Bardeen和Brattain二人那里获得了力量，不是嫉恨，而是创作的力量。创造的欲望被激发出来，并在很短的时间内爆发出来，这是多年的潜能、激情被唤醒。他勤于思考又善于思考，具有物深厚的物理和数学功底，他的成功也与其继承了前人的思想是分不开的。

诺贝尔奖虽然光芒四射，但是诺贝尔奖的背后却隐藏着多少辛酸和苦楚，成功属于那些不畏劳苦的人。

第二篇：双极型晶体管介绍

双极型晶体管

晶体管的极限参数

双极型晶体管（Bipolar Transistor）

由两个背靠背PN结构成的具有电流放大作用的晶体三极管。起源于1948年发明的点接触晶体三极管，50年代初发展成结型三极管即现在所称的双极型晶体管。双极型晶体管有两种基本结构：PNP型和NPN型。在这3层半导体中，中间一层称基区，外侧两层分别称发射区和集电区。当基区注入少量电流时，在发射区和集电区之间就会形成较大的电流，这就是晶体管的放大效应。双极型晶体管是一种电流控制器件，电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比，双极型晶体管开关速度快，但输入阻抗小，功耗大。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高，已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域，起放大、振荡、开关等作用。

晶体管：用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，就构成了晶体管.晶体管分类：NPN型管和PNP型管

输入特性曲线：描述了在管压降UCE一定的情况下，基极电流iB与发射结压降uBE之间的关系称为输入伏安特性，可表示为： 硅管的开启电压约为0.7V，锗管的开启电压约为0.3V。

输出特性曲线：描述基极电流IB为一常量时，集电极电流iC与管压降uCE之间的函数关系。可表示为：

双击型晶体管输出特性可分为三个区

★截止区：发射结和集电结均为反向偏置。IE@0，IC@0，UCE@EC，管子失去放大能力。如果把三极管当作一个开关，这个状态相当于断开状态。

★饱和区：发射结和集电结均为正向偏置。在饱和区IC不受IB的控制，管子失去放大作用，UCE@0，IC=EC／RC，把三极管当作一个开关，这时开关处于闭合状态。

★放大区：发射结正偏，集电结反偏。

放大区的特点是：

◆IC受IB的控制，与UCE的大小几乎无关。因此三极管是一个受电流IB控制的电流源。

◆特性曲线平坦部分之间的间隔大小，反映基极电流IB对集电极电流IC控制能力的大小，间隔越大表示管子电流放大系数b越大。

◆伏安特性最低的那条线为IB=0，表示基极开路，IC很小，此时的IC就是穿透电流ICEO。

◆在放大区电流电压关系为：UCE=EC-ICRC, IC=βIB

◆在放大区管子可等效为一个可变直流电阻。

极间反向电流：是少数载流子漂移运动的结果。

集电极－基极反向饱和电流ICBO ：是集电结的反向电流。

集电极－发射极反向饱和电流ICEO ：它是穿透电流。

ICEO与CBO的关系：

特征频率 ：由于晶体管中PN结结电容的存在，晶体管的交流电流放大系数会随工作频率的升高而下降，当 的数值下降到1时的信号频率称为特征频率。

双极型晶体管极限参数

★最大集电极耗散功率 如图所示。

★最大集电极电流 :使b下降到正常值的１／２～２／３时的集电极电流称之为集电极最大允许电流。

★极间反向击穿电压：晶体管的某一电极开路时，另外两个电极间所允许加的最高反向电压即为极间反向击穿电压，超过此值的管子会发生击穿现象。温度升高时，击穿电压要下降。

是发射极开路时集电极-基极间的反向击穿电压，这是集电结所允许加的最高反向电压。

是基极开路时集电极-发射极间的反向击穿电压，此时集电结承受的反向电压。

是集电极开路时发射极-基极间的反向击穿电压，这是发射结所允许加的最高反向电压。

温度对的影响： 是集电结加反向电压时平衡少子的漂移运动形成的，当温度升高时，热运动加剧，更多的价电子有足够的能量挣脱共价键的束缚，从而使少子的浓度明显增大，增大。

温度每升高10 时，增加约一倍。硅管的 比锗管的小得多，硅管比锗管受温度的影响要小。

温度对输入特性的影响：温度升高，正向特性将左移。

温度对输出特性的影响：温度升高时 增大。

光电三极管：依据光照的强度来控制集电极电流的大小。

暗电流ICEO：光照时的集电极电流称为暗电流ICEO，它比光电二极管的暗电流约大两倍；温度每升高25，ICEO上升约10倍。

光电流：有光照时的集电极电流为光电流。当 足够大时，决定于入射光照度。

Cc---集电极电容

Ccb---集电极与基极间电容

Cce---发射极接地输出电容

Ci---输入电容

Cib---共基极输入电容

Cie---共发射极输入电容

Cies---共发射极短路输入电容

Cieo---共发射极开路输入电容

Cn---中和电容（外电路参数）

Co---输出电容

Cob---共基极输出电容。在基极电路中，集电极与基极间输出电容

Coe---共发射极输出电容

Coeo---共发射极开路输出电容

Cre---共发射极反馈电容

Cic---集电结势垒电容

CL---负载电容（外电路参数）

Cp---并联电容（外电路参数）

BVcbo---发射极开路，集电极与基极间击穿电压

BVceo---基极开路，CE结击穿电压

BVebo---集电极开路EB结击穿电压

BVces---基极与发射极短路CE结击穿电压

BV cer---基极与发射极串接一电阻，CE结击穿电压

D---占空比

fT---特征频率

fmax---最高振荡频率。当三极管功率增益等于1时的工作频率

hFE---共发射极静态电流放大系数

hIE---共发射极静态输入阻抗

hOE---共发射极静态输出电导

h RE---共发射极静态电压反馈系数

hie---共发射极小信号短路输入阻抗

hre---共发射极小信号开路电压反馈系数

hfe---共发射极小信号短路电压放大系数

hoe---共发射极小信号开路输出导纳

IB---基极直流电流或交流电流的平均值

Ic---集电极直流电流或交流电流的平均值

IE---发射极直流电流或交流电流的平均值

Icbo---基极接地，发射极对地开路，在规定的VCB反向电压条件下的集电极与基极之间的反向截止电流

Iceo---发射极接地，基极对地开路，在规定的反向电压VCE条件下，集电极与发射极之间的反向截止电流

Iebo---基极接地，集电极对地开路，在规定的反向电压VEB条件下，发射极与基极之间的反向截止电流

Icer---基极与发射极间串联电阻R，集电极与发射极间的电压VCE为规定值时，集电极与发射极之间的反向截止电流

Ices---发射极接地，基极对地短路，在规定的反向电压VCE条件下，集电极与发射极之间的反向截止电流

Icex---发射极接地，基极与发射极间加指定偏压，在规定的反向偏压VCE下，集电极与发射极之间的反向截止电流

ICM---集电极最大允许电流或交流电流的最大平均值。

IBM---在集电极允许耗散功率的范围内，能连续地通过基极的直流电流的最大值，或交流电流的最大平均值

ICMP---集电极最大允许脉冲电流

ISB---二次击穿电流

IAGC---正向自动控制电流

Pc---集电极耗散功率

PCM---集电极最大允许耗散功率

Pi---输入功率

Po---输出功率

Posc---振荡功率

Pn---噪声功率

Ptot---总耗散功率

ESB---二次击穿能量

rbb'---基区扩展电阻（基区本征电阻）

rbb'Cc---基极-集电极时间常数，即基极扩展电阻与集电结电容量的乘积

rie---发射极接地，交流输出短路时的输入电阻

roe---发射极接地，在规定VCE、Ic或IE、频率条件下测定的交流输入短路时的输出电阻

RE---外接发射极电阻（外电路参数）

RB---外接基极电阻（外电路参数）

Rc---外接集电极电阻（外电路参数）

RBE---外接基极-发射极间电阻（外电路参数）

RL---负载电阻（外电路参数）

RG---信号源内阻

Rth---热阻

Ta---环境温度

Tc---管壳温度

Ts---结温

Tjm---最大允许结温

Tstg---贮存温度

td----延迟时间

tr---上升时间

ts---存贮时间

tf---下降时间

ton---开通时间

toff---关断时间

VCB---集电极-基极（直流）电压

VCE---集电极-发射极（直流）电压

VBE---基极发射极（直流）电压

VCBO---基极接地，发射极对地开路，集电极与基极之间在指定条件下的最高耐压

VEBO---基极接地，集电极对地开路，发射极与基极之间在指定条件下的最高耐压

VCEO---发射极接地，基极对地开路，集电极与发射极之间在指定条件下的最高耐压

VCER---发射极接地，基极与发射极间串接电阻R，集电极与发射极间在指定条件下的最高耐压

VCES---发射极接地，基极对地短路，集电极与发射极之间在指定条件下的最高耐压

VCEX---发射极接地，基极与发射极之间加规定的偏压，集电极与发射极之间在规定条件下的最高耐压

Vp---穿通电压。

VSB---二次击穿电压

VBB---基极（直流）电源电压（外电路参数）

Vcc---集电极（直流）电源电压（外电路参数）

VEE---发射极（直流）电源电压（外电路参数）

VCE(sat)---发射极接地，规定Ic、IB条件下的集电极-发射极间饱和压降

VBE(sat)---发射极接地，规定Ic、IB条件下，基极-发射极饱和压降（前向压降）

VAGC---正向自动增益控制电压

Vn(p-p)---输入端等效噪声电压峰值

V n---噪声电压

Cj---结（极间）电容，表示在二极管两端加规定偏压下，锗检波二极管的总电容

Cjv---偏压结电容

Co---零偏压电容

Cjo---零偏压结电容

Cjo/Cjn---结电容变化

Cs---管壳电容或封装电容

Ct---总电容

CTV---电压温度系数。在测试电流下，稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比

CTC---电容温度系数

Cvn---标称电容

IF---正向直流电流（正向测试电流）。锗检波二极管在规定的正向电压VF下，通过极间的电流；硅整流管、硅堆在规定的使用条件下，在正弦半波中允许连续通过的最大工作电流（平均值），硅开关二极管在额定功率下允许通过的最大正向直流电流；测稳压二极管正向电参数时给定的电流

IF（AV）---正向平均电流

IFM（IM）---正向峰值电流（正向最大电流）。在额定功率下，允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二极管极限电流。

IH---恒定电流、维持电流。

Ii---发光二极管起辉电流

IFRM---正向重复峰值电流

IFSM---正向不重复峰值电流（浪涌电流）

Io---整流电流。在特定线路中规定频率和规定电压条件下所通过的工作电流

IF(ov)---正向过载电流

IL---光电流或稳流二极管极限电流

ID---暗电流

IB2---单结晶体管中的基极调制电流

IEM---发射极峰值电流

IEB10---双基极单结晶体管中发射极与第一基极间反向电流

IEB20---双基极单结晶体管中发射极向电流

ICM---最大输出平均电流

IFMP---正向脉冲电流

IP---峰点电流

IV---谷点电流

IGT---晶闸管控制极触发电流

IGD---晶闸管控制极不触发电流

IGFM---控制极正向峰值电流

IR（AV）---反向平均电流

IR（In）---反向直流电流（反向漏电流）。在测反向特性时，给定的反向电流；硅堆在正弦半波电阻性负载电路中，加反向电压规定值时，所通过的电流；硅开关二极管两端加反向工作电压VR时所通过的电流；稳压二极管在反向电压下，产生的漏电流；整流管在正弦半波最高反向工作电压下的漏电流。

IRM---反向峰值电流

IRR---晶闸管反向重复平均电流

IDR---晶闸管断态平均重复电流

IRRM---反向重复峰值电流

IRSM---反向不重复峰值电流（反向浪涌电流）

Irp---反向恢复电流

Iz---稳定电压电流（反向测试电流）。测试反向电参数时，给定的反向电流

Izk---稳压管膝点电流

IOM---最大正向（整流）电流。在规定条件下，能承受的正向最大瞬时电流；在电阻性负荷的正弦半波整流电路中允许连续通过锗检波二极管的最大工作电流

IZSM---稳压二极管浪涌电流

IZM---最大稳压电流。在最大耗散功率下稳压二极管允许通过的电流

iF---正向总瞬时电流

iR---反向总瞬时电流

ir---反向恢复电流

Iop---工作电流

Is---稳流二极管稳定电流

f---频率

n---电容变化指数；电容比

Q---优值（品质因素）

δvz---稳压管电压漂移

di/dt---通态电流临界上升率

dv/dt---通态电压临界上升率

PB---承受脉冲烧毁功率

PFT（AV）---正向导通平均耗散功率

PFTM---正向峰值耗散功率

PFT---正向导通总瞬时耗散功率

Pd---耗散功率

PG---门极平均功率

PGM---门极峰值功率

PC---控制极平均功率或集电极耗散功率

Pi---输入功率

PK---最大开关功率

PM---额定功率。硅二极管结温不高于150度所能承受的最大功率

PMP---最大漏过脉冲功率

PMS---最大承受脉冲功率

Po---输出功率

PR---反向浪涌功率

Ptot---总耗散功率

Pomax---最大输出功率

Psc---连续输出功率

PSM---不重复浪涌功率

PZM---最大耗散功率。在给定使用条件下，稳压二极管允许承受的最大功率

RF（r）---正向微分电阻。在正向导通时，电流随电压指数的增加，呈现明显的非线性特性。在某一正向电压下，电压增加微小量△V，正向电流相应增加△I，则△V/△I称微分电阻

RBB---双基极晶体管的基极间电阻

RE---射频电阻

RL---负载电阻

Rs(rs)----串联电阻

Rth----热阻

R(th)ja----结到环境的热阻

Rz(ru)---动态电阻

R(th)jc---结到壳的热阻

r δ---衰减电阻

r(th)---瞬态电阻

Ta---环境温度

Tc---壳温

td---延迟时间

tf---下降时间

tfr---正向恢复时间

tg---电路换向关断时间

tgt---门极控制极开通时间

Tj---结温

Tjm---最高结温

ton---开通时间

toff---关断时间

tr---上升时间

trr---反向恢复时间

ts---存储时间

tstg---温度补偿二极管的贮成温度

a---温度系数

λp---发光峰值波长

△ λ---光谱半宽度

η---单结晶体管分压比或效率

VB---反向峰值击穿电压

Vc---整流输入电压

VB2B1---基极间电压

VBE10---发射极与第一基极反向电压

VEB---饱和压降

VFM---最大正向压降（正向峰值电压）

VF---正向压降（正向直流电压）

△VF---正向压降差

VDRM---断态重复峰值电压

VGT---门极触发电压

VGD---门极不触发电压

VGFM---门极正向峰值电压

VGRM---门极反向峰值电压

VF（AV）---正向平均电压

Vo---交流输入电压

VOM---最大输出平均电压

Vop---工作电压

Vn---中心电压

Vp---峰点电压

VR---反向工作电压（反向直流电压）

VRM---反向峰值电压（最高测试电压）

V（BR）---击穿电压

Vth---阀电压（门限电压）

VRRM---反向重复峰值电压（反向浪涌电压）

VRWM---反向工作峰值电压

V v---谷点电压

Vz---稳定电压

△Vz---稳压范围电压增量

Vs---通向电压（信号电压）或稳流管稳定电流电压

av---电压温度系数

Vk---膝点电压（稳流二极管）

VL---极限电压

第三篇：MOS晶体管特征及其静态特性

一． 授课题目：MOS晶体管特征及其静态特性 二． 目的要求：

教学目的：了解三种基本MOS晶体管的结构特征，工作原理及其静态特性 教学要求：要求学生掌握C-MOS晶体管的分类，会分析其静态特征原理图

三．重点，难点

教学重点：C-MOS晶体管的分类，工作原理，分析其静态特征原曲线

教学难点：C-MOS晶体管工作原理，静态特征原曲线的分析。

四． 授课内容：

MOS晶体管特征及其静态特性

本节将讨论以金属氧化物-半导体场效应管，也就是我们常说的MOS管为基本元件的集成逻辑门，称为MOS逻辑门。MOS管制造工艺简单，功耗低，输入阻抗高，集成度高且没有电荷存储效应，在数字集成电路中用途非常广泛。

MOS集成电路可以根据所用管子类型的不同分为以下3种。

N MOS电路：N MOS电路是由N MOS管构成的集成电路。其工作速度优于P MOS，但制造工艺要复杂些。

P MOS电路：P MOS电路是由P MOS管构成的集成电路。它出现的早，制造工艺简单，但是工作速度较慢。C MOS电路：C MOS电路是由P MOS管和C MOS管构成的互补集成MOS电路，它具有静态功耗低，抗干扰能力强，工作稳定性好，开关速度高等优点。这种电路的制造工艺复杂，但目前已经得到广泛应用。

1.MOS晶体管

MOS管可以根据结构的不同分为N MOS管（N沟道）和P MOS管（P沟道）。每一类又可以根据其特性分为增强型和耗尽型两种。P MOS管是较早出现的产品，其电源电压高且用负电压，工作效率低，而且由它构成的逻辑门与TTL型逻辑门不能兼容。比较而言，N MOS管的工作效率较高，电源电压为正电压，由它构成的逻辑门能与TTL型逻辑门兼容，所以应用范围广泛。此外，由一个N MOS管和一个P MOS管可以构成功耗很小的C MOS管，它的性能优越，应用非常广泛。下面我们以N沟道增强型MOS管为例来介绍MOS管的结构和特点，并简要介绍各类MOS管之间的差异。

2.N MOS管

（1）N沟道增强型MOS管。

N沟道增强型MOS管的结构如图3-44所示。它是以P型硅片作衬底，利用扩散的方法在其上形成两个掺杂浓度很高的N区，分别称为源极S和漏极D。在硅表面上有SiO2绝缘层，在它之上再蒸发一层金属铝，引出线称为栅极G。

在栅极未加正电压时，源漏之间有两个方向相反的PN结，在源漏之间加电压UDS，由于总会有一个PN结是反向偏置，所以管子不会有电流，处于截止状态，iDS=0A。当在栅极加正电压UGS，在衬底表面将会感应电子。但在UGS较小时，感应的电子浓度小，在S和D之间还不能形成导电沟道。当UGS增加到一定值就会感应出足够的电子，在衬底表面形成N型层，将源极和漏极连接起来，形成了导电沟道（N沟道）。此时，在源极和漏极之间加电压UDS便会产生电流iD，即管子为导通状态。开始形成导电沟道的栅极电压称为开启电压VNT（一般在1～2V）。当Ui=VDD－VTL（高电平）时，工作点在C点，这时两管有同一电流流过，输出低电平VOL。为了保证VOL≤0.3V，要求TL的导通电阻rDSL远大于TO的导通电阻RDSL。导通电阻与沟道的长宽比L/W成正比，所以要求TL管的LL/WL远大于TO管的LO/WO，即两者应保持一定的比例关系，称为有比型电路，通常采用典型比例10︰1。由于有比型电路中，两个MOS管的沟道尺寸差异很大，占用芯片面积大，不利于提高集成度。

这类反向器的特点是：单一电源，电路结构简单；TL管总是工作在饱和区，工作速度低，功耗低；输出高电平为VDD－VTL，电源电压未充分利用。（2）N沟道耗尽型MOS管。

这种类型的MOS管与增强型类似，但在制造时，在S与D极间的衬底表面上已形成了N型沟道，因而栅压UGS为0V时，仍有导电沟道存在，在源极和漏极之间加电压UDS即有电流iD。在栅极加负电压，N型沟道变浅，栅压负到一定数值，以致把这条N型导电沟道全部耗尽时，MOS管就不能导通，所以称之为耗尽型，此时的栅压称为夹断电压VIN。3.P MOS管

（1）P沟道增强型MOS管。

用N型硅片作衬底，在其上扩散两个P区，并在栅极上加负电压，可形成P沟道增强型MOS管。一般它的开启电压为VTP=-（1-2.5）V。在P型沟道中，载流子是空穴，由于空穴的迁移率约为电子迁移率的一半，所以P MOS管的效率比N MOS管要低。（2）P沟道耗尽型MOS管。

这类MOS管在制造过程中，即使栅压为0V时也有P沟道形成，当栅压加正电压并达到一定的值时，P沟道被耗尽，该MOS管不能导通。此类MOS管制作的工艺复杂，在实际的集成电路中很少使用。MOS晶体管的静态特性

以N沟道增强型MOS管为例来讨论MOS关的主要特性。1．输出特性曲线

输出特性曲线是表示在一定的UGS下，iDS和UDS之间关系的曲线。N沟道增强型的MOS管的输出特性曲线如图3-45所示。下面我们来解释一下该曲线的含义及相关的概念。

 非饱和区：UDS值较小，在满足UDS＜UGS－VTN时，iDS与UDS近似成线性关系。当UGS增大，则形成的导电沟道越宽，相应的等效电阻越小，所以iDS越大；当UGS一定时，沟道电阻也为定值，所以UDS越大使电子流动加快，iDS便线性增加。非饱和区又称为可调电阻区。

 饱和区：UDS增加到UDS≥UGS－VTN之后，在漏极附近的沟道被夹断，即导电沟道要缩短，形成空间电荷区，其中电子是在电压作用下吸入漏极D，形成iDS。由于沟道两端的电压恒定，所以iDS基本上保持不变。iDS与UDS近似无关。对应不同的UGS，使电流趋于饱和的UDS也不同，在输出特性曲线上，把满足UDS=UGS－VTN的临界点连接起来便构成非饱和区和饱和区的分界线，我们称之为临界线，如图3-45中的虚线。

 截止区：当UGS＜VTN时，没有导电沟道，iDS≈0A。

由以上的分析可知，MOS管在作开关用时，在开关信号的作用下交替工作在截止与导通状态。2．转移特性曲线．

输出特性曲线是表示在一定的UGS下，iDS和UDS之间关系的曲线。N沟道增强型的MOS管的输出特性曲线如图3-45所示。下面我们来解释一下该曲线的含义及相关的概念。

图3-45 N沟道增强型MOS管特性曲线

转移特性是指在漏源电压UDS一定时，iD与栅极控制电压UGS之间的关系，如图3-46所示，当UGS＜VTN时，iDS=0；当UGS＞VTN时，在UDS作用下才形成iDS。

五．授课小结：

1.C-MOS晶体管的三种分类和他们之间的差异。

2.C-MOS管晶体管的静态特性图

六．课后作业

课本P126页 3.3，3.4题

第四篇：NPN晶体管制作工艺流程教学课件

NPN晶体管制作工艺流程教学课件

NPN晶体管是构成集成电路的基本单元，它是在重掺杂N型衬底上，通过外延、氧化、掺杂、图形光刻、金属化等一系列半导体平面工艺加工形成。课件形象的展示了NPN晶体管制作的整个工艺过程，主要包括：氧化、硼扩散、磷扩散、光刻、金属化等工艺的动态显示。课件内容采用图文并茂的讲解方式，可以使学生在生产实习前对器件工艺过程有比较直观的认识和了解，指导学生顺利的完成实习任务。

播放软件：建议使用Windows Office PowerPoint 2003

第五篇：《堡垒》《晶体管》开发商新作，港式快节奏动作游戏

《堡垒》《晶体管》开发商新作，港式快节奏动作游戏

“周末玩什么”是来自触乐编辑们的每周游戏推荐。每周末，我们都会各自推荐一款当周的新游戏（偶尔也会有老游戏），它们可能是 PC 或主机游戏，也可能是手机游戏，来供大家参考、选择；也可能是集体品评一款热门或有特色的游戏，给读者朋友们提供一款游戏的多个视角。

当你在周末赖床，没决定接下来玩点什么好的时候，不如来看看我们的选择里面是否有你感兴趣的，也欢迎读者和开发者朋友们向我们寻求报导。

王亦般：《黑帝斯》（Steam）

关键词：

Rouguelite、高可重玩性、动作、希腊神话 一句话推荐：令人着迷的冥界王子落跑记。

《黑帝斯》（Hades）其实不算新游戏了。它两年前就以 EA 版本登陆 Epic平台限时独占，去年仍然以 EA 版本登陆 Steam，直到上周五才推出正式版本。然而即便是尚不完整的测试版本，也仍然在 Steam平台长期保持 98%的好评率。

如此高的好评率当然离不开过硬的游戏素质。作为 Supergiant Games 继《堡垒》（Bastion）、《晶体管》（Transistor）和《薪传》（Pyre）之后的新作品，《黑帝斯》继承了所有前作所具有的优点——精致华丽的美术、丰富扎实的游戏内容，以及和游戏机制完美融合的叙事。

冥神很忙的 “王子落跑记”是《黑帝斯》的主题。在《黑帝斯》，你将扮演一位桀骜不驯却不朽不灭的冥界王子，持之以恒地尝试离家出走，逃离父亲冥神哈迪斯的掌控。而奥林匹斯山上，常乐的众神则以

看热闹不嫌事大的心态，为落跑中的冥界王子提供各种各样的神力祝福与神力武器。

身为冥界王子，你在落跑过程中的战死当然不意味着真正的死亡。逃跑失败后，你将被传送回冥神的宫殿，接受来自父神的戏谑与奚落。落跑过程中得到的金钱和神力祝福将会丧失，但一些其他的资源则会一直保留，直到你把它们用在装修房间、提升体质，或是提升 NPC 关系上为止。

美术风格一如既往地精致华丽

是的，《黑帝斯》是一个标准的 Roguelite 游戏，但它几乎将Roguelite 这个游戏框架下能做到的一切都做到了最好。正交视角下的战斗节奏极快而且打击感极好。随机出现的神力祝福不仅种类丰富、辨识度高，而且几乎没有一个是“无用”的——这在同类游戏中难能可贵。除此之外，《黑帝斯》还拥有令人沉迷的成长系统，将闯关失败的挫败感降到最低。

结合着成长系统，制作组还在这样一部 Roguelite 游戏中加入了角色好感度的系统。你在游戏中会遇到许多个性鲜明的角色，你需要通过和他们交谈、赠送闯关过程中得到的蜜酒提高好感度，解锁剧情，以及得到专属的信物。在 Roguelite 游戏中实现富有个性的角色塑造，或者讲一个好故事都不是那么容易，而《黑帝斯》恰恰都做到了。

《黑帝斯》的角色塑造就如立绘一样精致而个性鲜明 而且你还可以在《黑帝斯》里撸地狱犬，甚至能做到一狗三撸。

来自社区的创作：可以撸的三头地狱犬刻耳柏洛斯 《黑帝斯》已经在 Steam 上线正式版本，售价 80 元，现在正在打折，售价 64 元。支持简体中文。

store.steampowered.com/widget/1145360/ 李惟晓：《重力战术：米乌斯前线》（Steam）

关键词：拟真、战略、军事、战争。

一句话推荐：即时战略界的《武装突袭》。

军事模拟游戏爱好者往往会陷入一种困扰，那就是在接触过足够多的军事题材流行作品后，他们对游戏拟真性的要求开始提高。他们会逐渐不满于不惧炮火枪声的“雅利安超人”，也会越来越嫌弃坦克的“黑洞装甲”和奇怪的毁伤效应。有的开发者无意调整真实性和平衡性，只会回一句“要真实，去参军”，而另一些开发者，比如 Graviteam，则以《重力战术：米乌斯河前线》（Graviteam Tactics: Mius-Front）这样的硬核游戏来回应玩家的呼声。

《重力战术：米乌斯河前线》中的武器模型比较考究

战役地图也相当还原 《重力战术：米乌斯河前线》是一款拟真度极高的即时战略游戏，同时它也是少有的有资格贴上“拟真”标签的营级战斗模拟游戏。

表面上看，玩家只是不能像一般的 RTS 游戏那样，圈上几辆车、几组人直接 A 上去，也不能够做出各种违背现实规律的微操，但是游戏中实际上还有更多有趣而真实的细节。

例如游戏中的弹道系统，不仅考虑重力和风偏，也会受到其他因素，例如温度和科氏力的影响；游戏中的穿甲机制也基于弹道直方图建模，而没有采取简化的概率方法，对于穿甲后效或是碎片场的计算也采用了模拟方法；游戏中的装甲车辆也是如此，不仅有着复杂的损伤模型，也引入了与观瞄机构一一对应的视野系统以及完全拟真的武器射界……

车辆上的观瞄设备，比如各种观察窗都有各自的视野，在车长不探头侦查的情况下，一辆坦克的死角非常多

在游戏百科中可以查阅并对比大量武器装备的史实参数

硬核拟真游戏向来有着不低的门槛，《重力战术：米乌斯河前线》的门槛相比其他拟真游戏还要更高一些，从个人角度来讲，这款游戏的上手难度大概介于专业的兵棋游戏（比如“战斗任务”系列）和稍微有点硬核的 RTS 游戏（如《1944：钢铁之师》）之间，属于看一两个视频就能掌握基本操作的级别。但是，比起难度和真实性带来的门槛，在这款游戏可以得到的乐趣以及由此带来的吸引力或许要更大一些。

游戏不仅有二战相关的战役，也推出了少数战后题材的 DLC 能让那些嚷嚷着“要真实，去参军”的开发商闭嘴的游戏不多，而能做到这点的即时战略游戏尤其少，相信《重力战术：米乌斯

河前线》一定不会让追求真实感的玩家失望，正如当年的《武装突袭》或是《DCS World》一样。

store.steampowered.com/widget/312980/ 钱雨沉：《 Mr.Shifty 》（全平台）

关键词：动作、爽快、枪战片 一句话推荐：难度适中但又紧张刺激的动作游戏。

你可曾看过香港警匪电影中的枪战环节，主角在枪林弹雨中辗转腾挪，配合镜头的剪辑切换，让观众觉得主角仿佛是花丛中飞舞的蜜蜂，一边飞舞一边狠狠攻击敌人，观者无不大呼过瘾。现实中自然不可能有人能和电影主角一样神勇，但是游戏里可以啊。

电影《枪火》中经典的枪战桥段 《Mr.Shifty》中，玩家控制的主角拥有短距离瞬移的能力，这样主角可以突然出现在敌人面前或者躲开飞向自己的子弹。主角的攻击方式则是靠一双充满愤怒的拳头击垮阻挡在他面前的一切。配合上紧张激昂的背景音乐，能让玩家切身体会到“成为动作电影主角”的爽快与激动。

游戏的剧情也和动作电影差不多，冲进反派总部大厦的主角从一层杀到地下，再从地下杀到顶层，最终打败反派，将世界从毁灭的边缘拉回来。听着有点蠢，但是放在游戏营造的氛围里还是挺合适的，代表绝对正义的主角用怒之铁拳狠揍想要毁灭世界的反派，每一拳都让玩家大呼过瘾。

利用瞬移可以穿墙、攻击或躲避

游戏中的 NCP 说话有时候略十三点 游戏中主角被射中即死，所以玩家必须时刻保持紧张，躲开子弹或抢在开火前打翻敌人。这个设计稍微提高了难度，但压力之下也能大大提高通关后的爽快感——死后会从关卡中固定的检查点开始，死几次后熟悉了敌人出现的位置，玩家要么行云流水通过检查点，要么在险象环生中侥幸生还。二者都让人感到刺激和爽快。

《Mr.Shifty》很好地把动作电影中让人肾上腺素激增的桥段和氛围拿到了游戏中，并且难度适中，主角瞬移的能力配合游戏中一些可破坏场景，给玩家提供了不小的容错空间。和那些需要背版、反复磨练反应速的硬派动作游戏比，《Mr.Shifty》提供了一种更轻松获得刺激的方式。

如何在冲出门后躲开子弹，打飞他们？

破窗击飞十分过瘾 《Mr.Shifty》在 2017 年 4 月上线，现在经常打折，觉得全价有点贵的朋友也可以加个愿望单，等个好价。

store.steampowered.com/widget/489140/ 陈静：《 iota.》（iOS、Steam）

关键词：平台跳跃、横版、动作、受苦 一句话推荐：越是 “ 受苦 ”，越容易 “ 上头 ”。

说《iota.》是平台跳跃类游戏其实有点儿不合适，平台倒是有，跳跃就名不符实——玩家所能做出的动作里并没有“跳”，屏幕中央的小球只有在上下碰壁之后才会弹至相反方向，玩家只能控制它的左右方向和移动速度。

这也让《iota.》和许多经典的、以难度著称的平台跳跃游戏（比如“I Wanna”系列）思路有所不同。不能主动跳跃，意味着玩家必须为每一次弹跳找到正确的落点；控制速度，要求玩家抓准时机，一旦稍快或稍慢都可能功亏一篑。

要有个心理准备，《iota.》难度颇高

小球碰到上下墙壁时会弹往反方向，玩家只能控制左右方向和速度 靠着这两项操作，玩家需要面对 36 个充斥着障碍的关卡。虽然关卡编号是从 36 到 1 反向排列，但难度并不是单纯的升序或者降序，而是互相穿插，也算是张弛有度。不过从实际情况上看，我总觉得是开发者有意为之，否则玩家很容易砸手机，砸键盘。我自认玩游戏时心态还算平和，对受苦和反复死亡也不抵触，但在玩《iota.》的过程中也不免有种感觉：“为什么我同时拥有了‘天堂制造’和‘世界’，却还是这么容易死呢？”

编号反向排列，难度有点随机

作为独立游戏，《iota.》的画面与音乐也十分精致。美术风格简洁中带着浓浓的光污染味道，像是在某些 PC 爱好者的机箱里冒险；音乐在不喧宾夺主的前提下塑造出了一点神秘感——或许游戏背后还有更多背景故事，并不为人所知。

假如你打算玩这个游戏，那么还需要注意一点：你所操纵的小球它看上去像个眼球、章鱼或其他什么古怪的东西，包裹在它周围那一圈会动的物质薄厚不均，因此碰撞体积会随着它的活动产生微妙的变化。这一点在小球垂直上下时没有什么影响，但左右移动时相当容易被障碍刺中。我不太好评价这个细节是严谨还是恶意，但我的死亡次数里大概有 20%是因为它……

这个位置姑且还是安全的，当然，小球拖着的几条尾巴（还是触手？）没有碰撞体积

总体来说，《iota.》是个颇有新意的“平台跳跃”游戏，难度和挑战性都不错。假如你对这个类型感兴趣，那么它值得一试。游戏有手机版和 PC 版，键鼠手感更好，iOS 则免费，就看你愿意选择哪一方了。

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