场效应管及其放大电路(121)

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1、第3章场效应管及其放大路3.1场效应管3.2场效应管及放大电路3.1场效应管引　言3.6.1结型场效应管3.6.3场效应管的主要参数3.6.2MOS场效应管引言场效应管FET(FieldEffectTransistor)类型：结型JFET(JunctionFieldEffectTransistor)绝缘栅型IGFET(InsulatedGateFET)特点：1.单极性器件(一种载流子导电)3.工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低2.输入电阻高(1071015，IGFET可高达1015)3.1.1结型场效应管1.结构与符号N沟

2、道JFETP沟道JFET2.工作原理(1)UGS对ID的控制作用(a)uGS=0(b)UGS(off)0沟道楔型耗尽层刚相碰时称预夹断。此时uGD=UGS(off)；当uDS，预夹断点下移。uGS<0、uDS＞0时的情况3.转移特性和输出特性UGS(off)当UGS(off)uGS0时,uGSiDIDSSuDSiDu

3、GS=–3V–2V–1V0V–3VOO3.1.2MOS场效应管MOS场效应管（绝缘栅场效应管）N沟道绝缘栅场效应管P沟道绝缘栅场效应管增强型耗尽型增强型耗尽型一、增强型N沟道MOSFET(MentalOxideSemi—FET)1.结构与符号P型衬底(掺杂浓度低)N+N+用扩散的方法制作两个N区在硅片表面生一层薄SiO2绝缘层SD用金属铝引出源极S和漏极DG在绝缘层上喷金属铝引出栅极GB耗尽层S—源极SourceG—栅极GateD—漏极DrainSGDB2.工作原理1)uGS对导电沟道的影响(uDS=0)反型层(沟道)1)uGS对导电

4、沟道的影响(uDS=0)a.当UGS=0，DS间为两个背对背的PN结；b.当0UGS(th))DS间的电位差使沟道呈楔形，uDS，靠近漏极端的沟道厚度变薄。预夹断(UGD=UGS(th))：漏极附近反型层消失。预夹断发生之前：uDSiD。预夹断发生之后：uDSiD不变。3.转移特性曲线2464321uGS/ViD/m

5、AUDS=10VUGS(th)当uGS>UGS(th)时：uGS=2UGS(th)时的iD值开启电压O4.输出特性曲线可变电阻区uDS

6、/ViD/mA转移特性IDSSUGS(off)夹断电压饱和漏极电流当uGSUGS(off)时，uDS/ViD/mAuGS=4V2V0V2VOO三、P沟道MOSFET增强型耗尽型SGDBSGDBN沟道增强型SGDBiDP沟道增强型SGDBiD2–2OuGS/ViD/mAUGS(th)SGDBiDN沟道耗尽型iDSGDBP沟道耗尽型UGS(off)IDSSuGS/ViD/mA–5O5FET符号、特性的比较OuDS/ViD/mA5V2V0V–2VuGS=2V0V–2V–5VN沟道结型SGDiDSGDiDP沟道结型uGS/ViD/mA5

7、–5OIDSSUGS(off)OuDS/ViD/mA5V2V0VuGS=0V–2V–5V3.1.3场效应管的主要参数开启电压UGS(th)(增强型)夹断电压UGS(off)(耗尽型)指uDS=某值，使漏极电流iD为某一小电流时的uGS值。UGS(th)UGS(off)2.饱和漏极电流IDSS耗尽型场效应管，当uGS=0时所对应的漏极电流。IDSSuGS/ViD/mAOUGS(th)UGS(off)3.直流输入电阻RGS指漏源间短路时，栅、源间加反向电压呈现的直流电阻。JFET：RGS>107MOSFET：RGS=1091015

8、IDSSuGS/ViD/mAO4.低频跨导gm反映了uGS对iD的控制能力，单位S(西门子)。一般为几毫西(mS)uGS/ViD/mAQOPDM=uDSiD，受温度限制。5.漏源动态电阻rds6.最大漏极功耗PDM3.2