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时间:2019-07-03
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1、第3章场效应管与特殊三极管基本应用电路3.1结型场效应管结构工作原理输出特性转移特性主要参数3.1.1JFET的结构和工作原理3.1.2JFET的特性曲线及参数N基底:N型半导体PP两边是P区G(栅极)S源极D漏极3.1.1结型场效应管结构导电沟道NPPG(栅极)S源极D漏极N沟道结型场效应管DGSDGSPNNG(栅极)S源极D漏极P沟道结型场效应管DGSDGS3.1.2工作原理UDS=0U时PSDUDSUGSGNNNNIDPN结反偏,UGS越大则耗尽区越宽,导电沟道越窄。1.以P沟道PGSDUDSUGSNNIDUDS=0U时NNUGS越大耗尽区越宽,沟道越窄,电阻
2、越大。但当UGS较小时,耗尽区宽度有限,存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。PGSDUDSUGSNNUDS=0时UGS达到一定值时(夹断电压UP),耗尽区碰到一起,DS间被夹断,这时,即使UDS0U,漏极电流ID=0A。IDPGSDUDSUGSUGS0、UGD3、GS4、D基本不变③UGS和UDS同时作用时当UP5、对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得,单位是mS(毫西门子)。④输出电阻rd:结型场效应管的缺点:1.栅源极间的电阻虽然可达107以上,但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时,将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.在高温下,PN结的反向电流增大,栅源极间的电阻会显著下降。MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道,因此MOSFET有N沟道和P沟道之分,而且每一类又分为增强型和耗尽型两种,共4种类型。3.2绝缘栅场效应管3.2.1结构和电路符号PNNGSDP型基底两个N区Si6、O2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型N沟道耗尽型PNNGSD予埋了导电沟道GSDNPPGSDGSDP沟道增强型P沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导电沟道3.2.2MOS管的工作原理以N沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区PNNGSDUDSUGSUGS>0时UGS足够大时(UGS>UT)感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子UT称为阈值电压UGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,UGS越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS当UDS不太大时,导电沟7、道在两个N区间是均匀的。当UDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。PNNGSDUDSUGS夹断后,即使UDS继续增加,ID仍呈恒流特性。IDUDS增加,UGD=UT时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。绝缘栅型场效应管特性曲线1)增强型MOS管2)耗尽型MOS管夹断电压开启电压各种场效应管所加偏压极性小结1.直流参数场效应管直流参数主要是保证其工作在合适的电路状态即可变电阻区、夹断区、恒流区。1)饱和漏极电流IDSS:耗尽型和结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
3、GS4、D基本不变③UGS和UDS同时作用时当UP5、对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得,单位是mS(毫西门子)。④输出电阻rd:结型场效应管的缺点:1.栅源极间的电阻虽然可达107以上,但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时,将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.在高温下,PN结的反向电流增大,栅源极间的电阻会显著下降。MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道,因此MOSFET有N沟道和P沟道之分,而且每一类又分为增强型和耗尽型两种,共4种类型。3.2绝缘栅场效应管3.2.1结构和电路符号PNNGSDP型基底两个N区Si6、O2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型N沟道耗尽型PNNGSD予埋了导电沟道GSDNPPGSDGSDP沟道增强型P沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导电沟道3.2.2MOS管的工作原理以N沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区PNNGSDUDSUGSUGS>0时UGS足够大时(UGS>UT)感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子UT称为阈值电压UGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,UGS越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS当UDS不太大时,导电沟7、道在两个N区间是均匀的。当UDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。PNNGSDUDSUGS夹断后,即使UDS继续增加,ID仍呈恒流特性。IDUDS增加,UGD=UT时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。绝缘栅型场效应管特性曲线1)增强型MOS管2)耗尽型MOS管夹断电压开启电压各种场效应管所加偏压极性小结1.直流参数场效应管直流参数主要是保证其工作在合适的电路状态即可变电阻区、夹断区、恒流区。1)饱和漏极电流IDSS:耗尽型和结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
4、D基本不变③UGS和UDS同时作用时当UP5、对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得,单位是mS(毫西门子)。④输出电阻rd:结型场效应管的缺点:1.栅源极间的电阻虽然可达107以上,但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时,将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.在高温下,PN结的反向电流增大,栅源极间的电阻会显著下降。MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道,因此MOSFET有N沟道和P沟道之分,而且每一类又分为增强型和耗尽型两种,共4种类型。3.2绝缘栅场效应管3.2.1结构和电路符号PNNGSDP型基底两个N区Si6、O2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型N沟道耗尽型PNNGSD予埋了导电沟道GSDNPPGSDGSDP沟道增强型P沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导电沟道3.2.2MOS管的工作原理以N沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区PNNGSDUDSUGSUGS>0时UGS足够大时(UGS>UT)感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子UT称为阈值电压UGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,UGS越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS当UDS不太大时,导电沟7、道在两个N区间是均匀的。当UDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。PNNGSDUDSUGS夹断后,即使UDS继续增加,ID仍呈恒流特性。IDUDS增加,UGD=UT时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。绝缘栅型场效应管特性曲线1)增强型MOS管2)耗尽型MOS管夹断电压开启电压各种场效应管所加偏压极性小结1.直流参数场效应管直流参数主要是保证其工作在合适的电路状态即可变电阻区、夹断区、恒流区。1)饱和漏极电流IDSS:耗尽型和结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
5、对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得,单位是mS(毫西门子)。④输出电阻rd:结型场效应管的缺点:1.栅源极间的电阻虽然可达107以上,但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时,将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.在高温下,PN结的反向电流增大,栅源极间的电阻会显著下降。MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道,因此MOSFET有N沟道和P沟道之分,而且每一类又分为增强型和耗尽型两种,共4种类型。3.2绝缘栅场效应管3.2.1结构和电路符号PNNGSDP型基底两个N区Si
6、O2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型N沟道耗尽型PNNGSD予埋了导电沟道GSDNPPGSDGSDP沟道增强型P沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导电沟道3.2.2MOS管的工作原理以N沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区PNNGSDUDSUGSUGS>0时UGS足够大时(UGS>UT)感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子UT称为阈值电压UGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,UGS越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS当UDS不太大时,导电沟
7、道在两个N区间是均匀的。当UDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。PNNGSDUDSUGS夹断后,即使UDS继续增加,ID仍呈恒流特性。IDUDS增加,UGD=UT时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。绝缘栅型场效应管特性曲线1)增强型MOS管2)耗尽型MOS管夹断电压开启电压各种场效应管所加偏压极性小结1.直流参数场效应管直流参数主要是保证其工作在合适的电路状态即可变电阻区、夹断区、恒流区。1)饱和漏极电流IDSS:耗尽型和结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
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