半导体器件基础第4讲

《半导体器件基础第4讲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、场效应管的特点和分类N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型（2）分类（1）特点是利用输入回路的电场效应控制输出回路的电流的一种半导体器件；仅靠半导体中的多数载流子导电（单极型晶体管）；输入阻抗高（107－1012），噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，功耗小。(FieldEffectTransistor)—FET(JunctionFieldEffectTransistor)1.5场效应管1.5.1结型场效应管1.结构与符号N沟道JFETP沟道JFETSGD符号SGD符号栅极源极漏极

2、N沟道JFET管外部工作条件UDS>0UGS<02.JFET管工作原理P+P+NGSD+UGSUDS+-(保证栅源PN结反偏)(以形成漏极电流)UGS对沟道宽度的影响

3、UGS

4、耗尽层宽度若

5、UGS

6、继续沟道全夹断若UDS=0NGSD+UGSP+P+N型沟道宽度沟道电阻此时UGS的值称为夹断电压UGS(off)由图UGD=UGS-UDSUDS→ID线性若UDS→则UGD→近漏端沟道→沟道电阻增大。此时沟道电阻→ID变慢UDS对沟道的控制（假设UGS一定）NGSD+UGSP+P+UDS+-UDS=0ID=0当UDS增

7、加到使UGD=UGS(off)时→A点出现预夹断若UDS继续→A点下移→出现夹断区因此预夹断后：UDS→ID基本维持不变。NGSD+UGSP+P+UDS+-ANGSD+UGSP+P+UDS+-A③uGS和uDS同时作用时当UGS(off)uGS-uGS(off)>0，导电沟道夹断，iD不随uDS变化；但uGS越小，即

8、uGS

9、越大，沟道电阻越大

10、，对同样的uDS，iD的值越小。所以，此时可以通过改变uGS控制iD的大小，iD与uDS几乎无关，可以近似看成受uGS控制的电流源。由于漏极电流受栅-源电压的控制，所以场效应管为电压控制型元件。NGSD+UGSP+P+UDS+-A综上分析可知沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型三极管。JFET是电压控制电流器件，iD受uGS控制预夹断前iD与uDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此iG0，输入电阻很高。3.JFET的特性曲线及参数2.转移特性1.输出特

11、性UGS(off)iDiD夹断电压uGD=UGS(off)时称为预夹断①夹断电压UGS(off)：②饱和漏极电流IDSS：③低频跨导gm：或3.主要参数漏极电流约为零时的UGS值。UGS=0时对应的漏极电流。低频跨导反映了uGS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

12、会显著下降。一、增强型N沟道MOSFET(MentalOxideSemi—FET)1.5.2MOS场效应管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.N沟道增强型MOS管的工作原理1)uDS=0时，uGS对沟道的控制作用当uDS=0且uGS>0时，因SiO2的存在，iG=0。但g极为金属铝，因外加正向偏置电压而聚集正电荷，从而排斥P型衬底靠近g极一侧

13、的空穴，使之剩下不能移动的负离子区，形成耗尽层(0

14、对背的PN结；b.当0