模拟电子技术第三章-场效应三极管说课讲解.ppt

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1、模拟电子技术第三章-场效应三极管2.工作原理uGS=0uGS<0uGS=UGS(off)⑴当uDS=0时，uGS对耗尽层和导电沟道的影响。ID=0ID=0下页上页首页N型沟道gdsP+P+N型沟道gdsP+P+gdsP+P+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(o

2、ff)，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）

4、uGS=常数预夹断轨迹可变电阻区恒流区击穿区

5、UGS(off)

6、8VIDSSuGS=0-4-2-6-8iD/mAuDS/VO

7、uDS-uGS

8、=

9、

10、UGS(off)

11、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。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MOS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

12、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，i

13、D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++++++动画耗尽型

14、：uGS=0时无导电沟道。增强型：uGS=0时有导电沟道。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(off)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)UG

15、S(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。下页上页首页2.交流参数⑴低频跨导gm用以描述栅源之间的电压uGS对漏极电流iD的控制作用。⑵极间电容场效应管三个电极之间的等效电容，包括CGS、CGD和CDS。极间电容愈小，管子的高频性能愈好。一般为几个皮法。下页上页首页3.极限参数⑴漏极最大允许耗散功率PDM漏极耗散功率等于漏极电流与漏源之间电压的乘

16、积，即pD=iDuDS。⑵漏源击穿电压U（BR)DS在场效应管的漏极特性曲线上，当漏极电流iD