模拟电子技术 第6章课件.ppt

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1、6.1　MOS场效应管引　言6.1.1增强型MOS管6.1.2耗尽型MOS管引言场效应管FET(FieldEffectTransistor)结型JFET(JunctionFieldEffectTransistor)绝缘栅型IGFET(InsulatedGateFET)特点：它是一种电压控制器件。工作时，管子的输入电流几乎为0，因此具有极高的输入电阻(约数百兆欧以上)。(2)输出电流是仅由多子运动而形成的，故称单极型器件(普通晶体管电流是由多子和少子两种载流子形成，称为双极型器件)。因此，它的抗温度和抗辐射能力强，工作较稳定

2、。(3)制造工艺比较简单，便于大规模集成，且噪声较小。(4)类型较多，使电路设计灵活性增大。类型：一、增强型N沟道MOSFET(MentalOxideSemi—FET)6.1.1MOS场效应管1.结构与符号用扩散的方法制作两个N区在硅片表面生一层薄SiO2绝缘层用金属铝引出源极S和漏极D在绝缘层上喷金属铝引出栅极GS—源极SourceG—栅极GateD—漏极DrainSGDBMOSFET结构场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体

3、管的截止区、放大区、饱和区。2.工作原理1)uGS对导电沟道的影响(uDS=0)a.当UGS=0，DS间为两个背对背的PN结；b.uGSUGS(th)(开启电压)时，GB间的垂直电场，排斥P区中空穴，剩下不能移动的负离子区——耗尽层；c.uGS增大，耗尽层增宽，P区中少子（电子）吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成——反型层（导电沟道）。uGS越大，沟道越厚，沟道电阻越小。MOS工作原理反型层(沟道)2)uDS对iD的影响(uGS>UGS(th))DS间的电位差使沟道呈楔形，uDS，靠近漏极端的沟道厚度变薄。预夹断(UGD=

4、UGS(th))：漏极附近反型层消失。预夹断发生之前：uDSiD。预夹断发生之后：uDSiD不变。MOS夹断原理uGD=UGS-UDSiD小结：1、N沟道MOS场效应管无原始导电沟道，当uGS>UGS时产生导电沟道，改变uGS的大小可以改变导电沟道的宽度，从而改变iD的大小。2、uDS较小时，对沟道的影响很小，iD近似地与uDS成正比；uDS>uGS–UGS(th)时沟道被夹断，iD几乎与uDS无关，是受uGS控制的恒流源。3、场效应管是利用多子在沟道中的运动导电3.转移特性曲线2464321uGS/ViD/mAUD

5、S=10VUGS(th)当uGS>UGS(th)时：4.输出特性曲线可变电阻区uDS

6、值增大时，反型层变薄，iD减小。当uGS负到某一数值时反型层消失，称为沟道全夹断。用UP表示。Sio2绝缘层中掺入正离子在uGS=0时已形成沟道；在DS间加正电压时形成iD，SGDBuGSUP时，全夹断。输出特性uGS/ViD/mA转移特性IDSSUP夹断电压饱和漏极电流当uGSUP时，uDS/ViD/mAuGS=4V2V0V2VOOP沟道MOSFET增强型耗尽型SGDBSGDB6.2　结型场效应管（JFET）6.2.1JFET的结构和工作原理6.2.2JFET的特性曲线6.2.1JFET的结构和工作原理场效应管有

7、三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。1.结型场效应管FET结构栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？UPFET工作原理漏-源电压对漏极电流的影响uGS＞UP且不变，VDD增大，iD增大。预夹断uGD＝UPVDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。场效应管工作在恒流区的条件是什

8、么？uGD>UPuGD