模电课件 14 场效应管

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1、§1.4场效应管1.熟悉场效应管的结构、分类2.了解场效应管的的工作原理、主要参数和应用绝缘栅型场效应管的结构特点绝缘栅型场效应管的特性曲线学习目标学习重点10/1/2021模电课件§1.4场效应管场效应管（FET）是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，由于它仅靠一种载流子导电，又称单极型晶体管。场效应管结型场效应管（JFET）绝缘栅型场效应管（MOSFET）N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道10/1/2021模电课件1、N沟道增强型MOS管一、绝缘栅型场效应管(MOSFET)金属层氧化物层半导体层S(Source)：源极G(Gate)：栅极D

2、(Drain)：漏极B(Substrate):衬底(1)结构符号10/1/2021模电课件（2）工作原理①当加uDS时，若uGS＝0两个PN结背靠背，不存在导电沟道，即iD＝0；10/1/2021模电课件++NNP型衬底uDSuGS②uDS＝0，uGS>0uGS排斥SiO2附近的空穴，剩下不能移动的离子，形成耗尽层；衬底的自由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成一个N型薄层，即反型层，也是d－s之间的导电沟道；随着uGS增大，开启电压UGS(th)：刚刚形成反型层的uGS电压。SDG10/1/2021模电课件++NNP型衬底uDSuGS③uGS>UGS(th)，uDS>0由于有导电

3、沟道，会产生漏极电流iD；iD导电沟道存在电位梯度，导电沟道不均匀，沿着s→d方向逐渐变窄；当uDS=UGSUGS(th)时，导电沟道出现预夹断；当uDS较大，uDS>UGSUGS(th)时，导电沟道出现夹断；此时，iD的大小与uDS无关，由uGS决定，恒流区。当uDS较小，uDS

4、流区可变电阻区输出特性曲线（分三个区域）10/1/2021模电课件输出特性曲线（分三个区域）夹断区：uGS109欧。uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2夹断区10/1/2021模电课件输出特性曲线（分三个区域）uGS1=UGS(th)iD(mA)uDS(V)uGS5uGS4uGS3uGS2恒流区：uDS>UGSUGS(th)导电沟道出现夹断，iD取决于uGS，而与uDS无关；恒流区10/1/2021模电课件输出特性曲线（分三个区域）可变电阻区：导电沟道未夹断前，，对应不同的uGS，d－s间可等效

5、不同的电阻；uDS

6、方，在SiO2中掺入大量的正离子，即使uGS＝0，也会吸引P中的电子形成沟道。--gs+NdbN++++++++++++P型衬底uGSuDSiD想让沟道消失，必须加足够负电压。夹断电压UGS(off)：反型层消失时的uGS，为负值。sgdbN沟道符号：N沟道耗尽型MOS管的uGS可以为正，也可以为负。iD10/1/2021模电课件3、P沟道增强型导电沟道是P型，所以衬底是N型。P沟道MOS的工作原理与N沟道MOS完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。iD10/1/2021模电课件4、P沟道耗尽型5、VMOS管（自学）10/1/2021模电课件二、结型场效应管1、

7、结构(以N沟道为例)NP+P+三个电极：g：栅极d：漏极s：源极两个PN结夹着一个N型沟道。g栅极d漏极s源极N沟道P沟道符号：10/1/2021模电课件1、工作原理N沟道结型场效应管正常工作，应在uGS<0，耗尽层承受反向电压（uGS对沟道的控制作用，又保证栅－源之间内阻很高），uDS>0，形成漏极电流iD。（1）uGS对沟道的控制作用耗尽层NP+P+sdg③当│uGS│↑到一定值时，沟道会完全合拢。uGS=UGS(off)夹断电压。在栅源间加负电压uGS，令uDS=0①当uG