_1.常用半导体器件(华成英)_2(场效应管)

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1、1.4场效应三极管4.工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。1.晶体管是电流控制元件；场效应管是电压控制元件。2.晶体管参与导电的是电子—空穴，因此称其为双极型器件；场效应管是电压控制元件，参与导电的只有一种载流子，因此称其为单极型器件。3.晶体管的输入电阻较低，一般102~104；场效应管的输入电阻高，可达109~1014场效应管与晶体管的区别场效应管分类：MOSFET(IGFET)JFETFETDSGN符号1.4.1结型场效应管JunctionFieldEffectTransistor结构图1.4

2、.1N沟道结型场效应管结构图N型沟道N型硅棒栅极源极漏极P+P+P型区耗尽层(PN结)导电沟道是N型的，称N沟道结型场效应管。P沟道场效应管P沟道结型场效应管结构图N+N+P型沟道GSD符号GDS一、结型场效应管工作原理N沟道结型场效应管用改变UGS大小来控制漏极电流ID的。(VCCS)GDSNN型沟道栅极源极漏极P+P+耗尽层*耗尽层的宽度改变主要在沟道区。1.当UDS=0时，uGS对导电沟道的控制作用ID=0GDSN型沟道P+P+(a)UGS=0UGS=0时，耗尽层比较窄，导电沟比较宽UGS由零逐渐减小，

3、耗尽层逐渐加宽，导电沟相应变窄。当UGS=UGS（Off)，耗尽层合拢，导电沟被夹断.ID=0GDSP+P+N型沟道(b)UGS(off)UGS（Off)，iD较大。GDSP+NiSiDP+P+VDDVGGuGS<0，uGD>UGS（Off)，iD更小。GDSNiSiDP+P

4、+VDD注意：当uDS>0时，耗尽层呈现楔形。(a)(b)uGD＝uGS－uDSGDSP+NiSiDP+P+VDDVGGuGS<0,uGD=UGS(off),,沟道变窄预夹断uGS<0,uGD

5、场效应管用低频跨导gm的大小描述栅源电压对漏极电流的控制作用。场效应管为电压控制元件(VCCS)。在uGD＝uGS－uDSuGS(off)情况下,即当uDS

6、S(off)时，iD几乎仅仅决定于uGS，而与uDS无关。此时，可以把iD近似看成uGS控制的电流源。为什么叫场效应管？从外部看：是利用改变电压UGS来控制iD，但从PN结内部看：是利用改变电场控制PN结宽度，进而来控制iD的，所以叫场效应管。二、结型场效应管的特性曲线1.转移特性(N沟道结型场效应管为例)OuGSiDIDSSUGS(off)图1.4.6转移特性uGS=0，iD最大；uGS愈负，iD愈小；uGS=UGS(off)，iD0。两个重要参数饱和漏极电流IDSS(UGS=0时的ID)夹断电压UGS(

7、off)(ID=0时的UGS)UDSiDVDDVGGDSGV+V+uGS特性曲线测试电路+mA转移特性OuGS/VID/mAIDSSUP图1.4.6转移特性2.输出特性曲线当栅源之间的电压UGS不变时，漏极电流iD与漏源之间电压uDS的关系，即结型场效应管转移特性曲线的近似公式：≤≤IDSS/ViD/mAuDS/VOUGS=0V-1-2-3-4-5-6-7预夹断轨迹恒流区可变电阻区漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和夹断区。图1.4.5(b)漏极特性输出特性（漏极特性）曲线夹断区UDSiDVDDVG

8、GDSGV+V+uGS图1.4.5(a)特性曲线测试电路+mA击穿区＊　结型P沟道的特性曲线SGD转移特性曲线iDUGS（Off）IDSSOuGS输出特性曲线iDUGS=0V+uDS++o栅源加正偏电压，(PN结反偏)漏源加反偏电压。1.4.2绝缘栅型场效应管MOSFETMetal-OxideSemiconductorFieldEffectTransistor由金属、氧化物和半导体制成。称为金