模拟电子技术1第四节 场效应三极管.ppt

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1、第四节场效应三极管结型场效应管绝缘栅场效应管场效应管的主要参数下页总目录场效应三极管中参与导电的只有一种极性的载流子（多数载流子），故称为单极型三极管。分类：结型场效应管绝缘栅场效应管增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道N沟道P沟道P沟道下页上页首页概述一、结型场效应管1.结构N型沟道耗尽层gdsgdsP+P+N沟道结型场效应管的结构和符号栅极漏极源极下页上页首页2.工作原理uGS=0UGS(off)

2、是个负值沟道较宽，iD较大。iS=iDiDiSiDiSuGS=0，uGD>UGS(off)uGS<0，uGD>UGS(off)⑵当uDS＞0时，uGS对耗尽层和iD的影响。NP+P+VGGVDDgdsNP+P+VDDgds沟道变窄，iD较小。下页上页首页NP+P+iDiSVGGVDDP+P+iDiSVGGVDDuGS<0，uGD=UGS(off)，uGS≤UGS(off)，uGD

3、uDS=常数gdsmAVVIDVGGVDD场效应管特性曲线测试电路Ｎ沟道结型场效应管转移特

4、性IDSSUGS(off)饱和漏极电流栅源间加反向电压uGS<0利用场效应管输入电阻高的优点。uGS/ViD/mAO下页上页首页⑵漏极特性iD=f（uDS）

5、uGS=常数预夹断轨迹可变电阻区恒流区击穿区

6、UGS(off)

7、8VIDSSuGS=0-4-2-6-8iD/mAuDS/VO

8、uDS-uGS

9、=

10、UGS(off)

11、a.可变电阻区：iD与uDS基本上呈线性关系，但不同的uGS其斜率不同。b.恒流区：又称饱和区，iD几乎与uDS无关，iD的值受uGS控制。N沟道结型场效应管的漏极特性c.击穿区：反向偏置的PN结被击穿，iD电流突然增大。夹断电压下页上页首页二、绝缘栅场效应管1.N沟道增强型M

12、OS场效应管⑴结构P型衬底N+N+BsgdSiO2铝P衬底杂质浓度较低，引出电极用B表示。N+两个区杂质浓度很高，分别引出源极和漏极。栅极与其他电极是绝缘的，通常衬底与源极在管子内部连接。sgdB下页上页首页P型衬底N+sgdBN+开启电压，用uGS(th)表示⑵工作原理当uGS增大到一定值时，形成一个N型导电沟道。N型沟道uGS>UGS(th)时形成导电沟道VGG导电沟道的形成假设uDS=0，同时uGS>0靠近二氧化硅的一侧产生耗尽层，若增大uGS，则耗尽层变宽。又称之为反型层导电沟道随uGS增大而增宽。下页上页首页uDS对导电沟道的影响uGS为某一个大于UGS(th)的固定值，在漏极和源极

13、之间加正电压，且uDSUGS(th)则有电流iD产生，iD使导电沟道发生变化。当uDS增大到uDS=uGS-UGS(th)即uGD=uGS-uDS=UGS(th)时，沟道被预夹断，iD饱和。P型衬底N+N+sgdBVGGN型沟道VDDuDS对导电沟道的影响下页上页首页⑶特性曲线IDOUGS(th)2UGS(th)预夹断轨迹可变电阻区恒流区iD/mAuDS/VOuGS/ViD/mAO当uGS≥UGS(th)时下页上页截止区转移特性曲线可近似用以下公式表示：首页2.N沟道耗尽型MOS场效应管预先在二氧化硅中掺入大量的正离子，使uGS=0时，产生N型

14、导电沟道。当uGS<0时，沟道变窄，达到某一负值时被夹断，iD≈0，称为夹断电压。uGS>0时，沟道变宽，iD增大。gdsB下页上页首页P型衬底N+N+sgdBN型沟道++++++耗尽型：uGS=0时有导电沟道。增强型：uGS=0时无导电沟道。特性曲线IDSSUGS(off)预夹断轨迹可变电阻区恒流区IDSSiD/mAuDS/VOuGS=0-2-1+1+2uGS/VOiD/mA下页上页截止区首页三、场效应管的主要参数1.直流参数⑴饱和漏极电流IDSS是耗尽型场效应管的一个重要参数。它的定义是当栅源之间的电压uGS等于零，而漏源之间的电压uDS大于夹断电压时对应的漏极电流。⑵夹断电压UGS(of

15、f)是耗尽型场效应管的一个重要参数。其定义是当uDS一定时，使iD减小到某一个微小电流时所需的uGS值。下页上页首页⑶开启电压UGS(th)UGS(th)是增强型场效应管的一个重要参数。其定义是当uDS一定时，使漏极电流达到某一数值时所需加的uGS值。⑷直流输入电阻RGS栅源之间所加电压与产生的栅极电流之比。结型场效应管的RGS一般在107Ω以上，绝缘栅场效应管的RGS更高，一般大于109Ω。下页