第1章 常用半导体器件ppt课件.ppt

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1、场效应晶体管场效应管的特点绝缘栅场效应管结型场效应管第四节第一章本节要点第四节场效应晶体管分类绝缘栅场效应管结型场效应管第四节场效应晶体管简称场效应管，用FET来表示（FieldEffectTransistor）。分增强型和耗尽型两类：各类又分NMOS和PMOS两种增强型N沟道示意图耗尽型N沟道示意图NMOS（E）GDSBNMOS（D）GSDBP衬底NN源极栅极漏极SGDB基底SiO2+P衬底NN源极栅极漏极SGDB基底SiO2N沟道一、绝缘栅场效应管IGFET（MOS）（一）N沟道增强型MOS管的结构和工作原理第

2、四节P衬底NNSGDUGSUDSBID耗尽区++++----GDSBIDUDSUGS反型层工作状态示意图1、工作原理绝缘栅场效应管是利用电场效应来改变导电通道的宽窄，从而控制漏-源极间电流的大小。第四节2、特性曲线与电流方程（1）输出特性输出特性是指uGS为一固定值时，iD与uDS之间的关系，即:输出特性分为三个区：可变电阻区恒流区截止区第四节可变电阻区（非饱和区）Ⅰ区对应预夹断前，uGS>UGS(th)，uDS很小，uGD>UGS(th)的情况。①若uGS不变，沟道电阻rDS不变，iD随uDS的增大而线性上升。特

3、②uGS变大，rDS变小，看作由电压uGS控制的可变电阻。2468101214161234560uGS=6V435uDS(V)iD(mA)2ⅠⅡN沟道增强型MOS管的输出特性第四节特点：恒流区（饱和区）Ⅱ区对应预夹断后,uGS>UGS(th)，uDS很大，uGD

4、道，故电流iD≈0，管子处于截止状态。2468101214161234560uGS=6V435uDS(V)iD(mA)2ⅠⅡ第四节（2）转移特性转移特性是指uDS为固定值时，iD与uGS之间的关系，即2468101214161234560uGS=6V435uDS(V)iD(mA)uGS(V)iD(mA)0uDS=10V123456UGS(th)第四节（2）转移特性2468101214161234560uGS=6V435uDS(V)iD(mA)uGS(V)iD(mA)0uDS=10V123456特点:当FET工作在恒

5、流区，不同uDS的转移特性曲线基本接近。转移特性曲线方程:UGS(th)第四节（二）N沟道耗尽型MOS管1.工作原理VDDNNsgdbPiDN沟道结构示意图SiO2绝缘层中掺入大量的正离子。P衬底表面已经出现反型层，存在导电沟道。在uGS=0时第四节（二）N沟道耗尽型MOS管1.工作原理VDDNNsgdbPiDN沟道结构示意图当uGS>0时感生沟道加宽，iD增大。感生沟道变窄，iD减小。当uGS达到某一负电压值UGS(off)时，抵消了由正离子产生的电场，导电沟道消失，iD≈0，UGS(off)称为夹断电压。当uG

6、S<0时第四节输出特性转移特性2468101214160uGS=0V1-12uDS(V)iD(mA)-224681012iD(mA)012345-1-2-324681012uGS(V)UGS(off)IDSSuDS=10V2.特性曲线第四节2.特性曲线预夹断轨迹方程：转移特性曲线方程：其中IDSS是uGS=0时的iD值，称为零偏漏级电流，也称饱和漏极电流。第四节二、结型场效应管JFET(JunctionFieldEffectTransistor)两个P+区中间的N型半导体，在加上正向uDS电压时就有电流流过，故称为

7、N沟道。S-源极g-栅极d-漏极NPN沟道结型场效应管结构示意图S-源极g-栅极d-漏极NP第四节当uGS=0时，就有导电沟道存在，故而这种管子也属于耗尽型场效应管。sdgVDDVGGP沟道uGSuDSiDNsgd符号N沟道结型场效应管电路图第四节sdgVGGPuGS改变uGS的大小，就可以改变沟道宽窄，即改变沟道的电阻，从而控制iD的大小。这与绝缘栅场效应管是一样的。dN沟道空间电荷区sgPuGS=0sdgVGGPuGSUP

8、第四节漏级电位最高，PN结最宽，源级电位最低，PN结最窄。VGGsdgVDDuGD>UPuGD=UPuGD