金属氧化物半导体MOS场效应管ppt课件.ppt

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1、5.1金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管5.1.1N沟道增强型MOSFET5.1.5MOSFET的主要参数5.1.2N沟道耗尽型MOSFET5.1.3P沟道MOSFET5.1.4沟道长度调制效应P沟道耗尽型P沟道P沟道N沟道增强型N沟道N沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道场效应管的分类：5.1.1N沟道增强型MOSFET1.结构（N沟道）L：沟道长度W：沟道宽度tox

2、：绝缘层厚度通常W>L（动画2-3）5.1.1N沟道增强型MOSFET剖面图1.结构（N沟道）符号5.1.1N沟道增强型MOSFET2.工作原理（1）vGS对沟道的控制作用当vGS=0时无导电沟道，d、s间加电压时，也无电流产生。当0

3、升高电场强度减小沟道变薄当vGS一定（vGS>VT）时，vDSiD沟道电位梯度整个沟道呈楔形分布(动画2-5)当vGS一定（vGS>VT）时，vDSiD沟道电位梯度当vDS增加到使vGD=VT时，在紧靠漏极处出现预夹断。2.工作原理（2）vDS对沟道的控制作用在预夹断处：vGD=vGS-vDS=VT预夹断后，vDS夹断区延长沟道电阻iD基本不变2.工作原理（2）vDS对沟道的控制作用2.工作原理（3）vDS和vGS同时作用时vDS一定，vGS变化时给定一个vGS，就有一条

4、不同的iD–vDS曲线。（4）正常放大时外加偏置电压的要求:2.工作原理3.V-I特性曲线（1）输出特性①截止区当vGS＜VT时，导电沟道尚未形成，iD＝0，为截止工作状态。3.V-I特性曲线（1）输出特性②可变电阻区vDS≤（vGS－VT）由于vDS较小，可近似为:rdso是一个受vGS控制的可变电阻3.V-I特性曲线（1）输出特性②可变电阻区n：反型层中电子迁移率Cox：栅极（与衬底间）氧化层单位面积电容本征电导因子其中Kn为电导常数，单位：mA/V23.V-I特性曲线（1）输出特性③饱和区（恒流区

5、又称放大区）vGS>VT，且vDS≥（vGS－VT）是vGS＝2VT时的iDV-I特性：3.V-I特性曲线（2）转移特性5.1.2N沟道耗尽型MOSFET1.结构和工作原理简述（N沟道）二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流5.1.2N沟道耗尽型MOSFET2.V-I特性曲线（N沟道增强型）5.1.3P沟道MOSFET5.1.5MOSFET的主要参数一、直流参数1.开启电压VT（增强型参数）2.夹断电压VP（耗尽型参数）3.饱和漏电流IDSS（耗尽型参数）4.直流输

6、入电阻RGS（109Ω～1015Ω）二、交流参数1.输出电阻rds5.1.5MOSFET的主要参数2.低频互导gm二、交流参数考虑到则其中对于N沟道增强型MOSFET：5.1.5MOSFET的主要参数end三、极限参数1.最大漏极电流IDM2.最大耗散功率PDM3.最大漏源电压V（BR）DS4.最大栅源电压V（BR）GS5.2MOSFET放大电路5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算2.小信号模型分析*5.2.2带PMOS负载的NMOS放大电路3.MOSFET三种基本放大电路比较5.

7、2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算（1）简单的共源极放大电路（N沟道）共源极放大电路直流通路5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算（1）简单的共源极放大电路（N沟道）假设工作在饱和区，即验证是否满足如果不满足，则说明假设错误须满足VGS>VT，否则工作在截止区再假设工作在可变电阻区即假设工作在饱和区(放大区）满足假设成立，结果即为所求。解：例：设Rg1=60k，Rg2=40k，Rd=15k，试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源电压VDSQ。VDD=5V，V

8、T=1V，5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算（2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路(例5.2.2）假设工作在饱和区(放大区）：需要验证是否满足5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算静态时，vI＝0，VG＝0，ID＝I电流源偏置VS＝VG－VGS（饱和区）VDS＝VD－VS=VDD－IDRD－VS（3）电流源作偏置的NMOS共源极放大电路5.2.1MOSFET放大电路2.小信号模