1金属-氧化物-半导体mos场效应管

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1、5场效应管放大电路5.1金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管5.3结型场效应管（JFET）5.2MOSFET放大电路Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor5.1金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管5.1.1N沟道增强型MOSFET5.1.2N沟道耗尽型MOSFET5.1.1N沟道增强型MOSFET剖面图1.结构（N沟道）符号漏极金属栅极源极高掺杂N区dgsP型硅衬底N+N+SIO2绝缘层由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达101

2、4。称绝缘栅型场效应管。L：沟道长度W：沟道宽度tox：绝缘层厚度通常W>L2.工作原理当vGS=0时，d、s间没有导电沟道，iD=0漏极栅极源极dgsP型硅衬底N+N+当vGS>0时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；VGGP型硅衬底N+N+dgs----+-vGS耗尽层N沟道当vGS=VT时，在表面形成一个N型层，称反型层，即勾通源区和漏区的N型导电沟道，将D-S连接起来。vGS愈高，导电沟道愈宽。沟道电阻越小，漏极电流愈大。P型硅衬底N+VGGs–g+N+d–+V

3、DD在一定的vDS下漏极电流iD的大小与栅源电压vGS有关。所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。在一定的漏–源电压vDS下，开始导通的临界栅源电压VT称为开启电压。N沟道综上分析可知沟道中只有一种类型的载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型三极管。MOSFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制。MOSFET栅极与沟道间是绝缘的，因此iG0，输入电阻很高。3.V-I特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程iD/mAvDS/VoVGS=1VVGS=2VVGS=3VVGS=4V输出特性曲

4、线可变电阻区截止区①截止区当vGS＜VT时，导电沟道尚未形成，iD＝0，为截止工作状态。②可变电阻区当vGS>VT，vDS<（vGS－VT）时FET是一个受vGS控制的可变电阻③饱和区（又称恒流区、放大区）条件：vGS≥VT，且vDS≥（vGS－VT）饱和区id与vds无关id只受vgs控制：（2）转移特性可以从转移特性上，确定参数VTV-I特性方程：5.1.2N沟道耗尽型MOSFET1.结构和工作原理（N沟道）二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子可以在正或负的栅源电压下工作(2)耗尽型N沟道MOS管的特性曲线

5、夹断电压耗尽型的MOS管vGS=0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。VpvGS=0输出特性曲线vGS<0iD/mAvDSvGS>0O16201248121648IDSS转移特性曲线OiD/mAvGS/V-1-2-348121612UDS=常数耗尽型GSDGSD增强型N沟道P沟道GSDGSDN沟道P沟道G、S之间加一定电压才形成导电沟道在制造时就具有原始导电沟道5.1.5MOSFET的主要参数一、直流参数1.开启电压VT（增强型参数）2.夹断电压VP（耗尽型参数）3.饱和漏电流IDSS（耗尽型参数

6、vGS=0时的id）低频互导考虑到则跨导gm是衡量FET放大能力的重要参数，等效于BJT中的β值。互导的计算公式：二、交流参数5.2MOSFET放大电路5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算2.图解分析3.小信号模型分析5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算直流通路共源极放大电路（1）简单的共源极放大电路（N沟道）验证是否满足如果满足，工作在饱和区；如果不满足，工作在可变电阻区；VDS≈0（2）如果满足VGS>VT，则计算（1）计算VGS（3）（4）如果VGS

7、T，则工作在截止区假设工作在饱和区满足假设成立，结果即为所求。解：例：设Rg1=60k，Rg2=40k，Rd=15k，试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源电压VDSQ。VDD=5V，VT=1V，（2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路饱和区需要验证是否满足2.图解分析2.小信号模型分析（1）模型输入电阻rgs=∞简化模型（2）放大电路分析s小信号等效电路共源极放大器设直流分析已求得：则s交流参数计算：源电压倍数：共漏例题：共漏极电路若R>>1/gmrds→∞itvtRo’5.3结型场效应管5.3.1J

8、FET的结构和工作原理5.3.2JFET的特性曲线及参数5.3.3JFET放大电路的小信号模型分析法5.3.1JFET的结构和工作原理1.N沟道结构电路符号2.工作原理vGS对沟道的控制作用当vGS＝0时，沟道最宽，id＝IDSS最大。（以N沟道JFET为例）当沟道夹断时，对应的栅源电压vGS称为夹断电压VP.此时电流id=0PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄，id减小。vGS反压增大，沟道继续变窄，id也继续减小