模电课件12第四章 场效应管.ppt

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1、双极型晶体管BJT：输入电阻rbe小，电流控制器件NPNPNP场效应管输入电阻高、内部噪声小、耗电省、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单、易于实现集成化、工作频率高电压控制器件第四章场效应管及MOS模拟集成电路基础4-1结型场效应管（JFET）4-2金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）4-3场效应管放大电路4-4MOS模拟集成电路基础场效应管（FET）：是一种具有PN结的有源半导体器件，利用电场效应来控制输出电流的大小。场效应管的特点：①输入电阻高；②内部噪声小；③功耗低；④热稳定性及抗辐射能力强；⑤工艺简单、易于集成化。输入端PN结一般工作反偏或绝缘状态。场效应管的分类：结

2、型FET（JFET）：MOSFET（IGFET）：N沟道、P沟道增强型：耗尽型：N沟道、P沟道N沟道、P沟道N4.1结型场效应管（JFET）4.1结型场效应管一、JFET的结构和符号#符号中的箭头方向表示什么？表示栅结正向偏置时，电流方向是由P指向N。PP+P+DSGDGSN沟道JFET的结构和符号栅极漏极源极NPNBIBDGSP沟道JFETN+N+CEBCEPNPIBBCEBCE二、JFET的工作原理※N沟道JFET工作时，必须在栅极和源极之间加一个负电压——uGS<0.GNP+P+DS栅极—沟道间的PN结反偏，栅极电流iG0栅极输入阻抗高达107以上。在D-S间加一个正电压uDS

3、>0,N沟道中的多子（电子）由S向D运动，形成漏极电流iD。iDiG主要讨论uGS对iD的控制作用以及uDS对iD的影响。电子iDuGSuDS输入电阻很高只有一种类型的多数载流子参与导电GNP+P+DS1、UGS对iD对控制作用①UDS=0，uGS对导电沟道的影响GNP+P+DSuGS=0导电沟道较宽

4、uGS

5、=

6、UGS(off)

7、

8、uGS

9、<

10、UGS(off)

11、导电沟道由于耗尽层的加宽而变窄。导电沟道由于耗尽层的合拢而被夹断。GNP+P+DSUGS(off)——夹断电压。当uGS由零向负值增大时沟道电阻rDS↑

12、uGS

13、↑当

14、uGS

15、=UGS（off）时，沟道夹断，iD=0。→沟道电阻

16、rDS→iD↓夹断电压↑耗尽层合拢的电压条件PN结两端电压=夹断电压UGS(off)GDSNuDSuGSP+P+AA点电压=uDG=UGS(off)=uDS-uGSuDS=uGS-UGS(off)uDS

17、S↑P+P+ADSuDS→rDS↑很小，几乎不变→iD↑②uDS对iD的影响两耗尽层在A点相遇此时，A点耗尽层两边的电位差为：uDSiD0饱和漏电流uGD=UGS(off)

18、UGS(off)

19、IDSSDGP+P+SNA当uDS=

20、UGS（off）

21、时，靠近漏极出现沟道合拢，两耗尽层在A点相遇称为预夹断状态GNP+P+DSuGS=UGS(off)uGS=0=uGS-uDSuDS=uGS-UGS(off)②uDS对iD的影响沟道预夹断后，uDS>uGS-UGS(off)GP+P+DSNuDS夹断区长度外电压的增量主要降落在夹断区上。uDS=uGS-UGS(off)沟道预夹断时，uGS

22、=0uDS=-UGS(off)饱和漏电流uDSiD0

23、UGS(off)

24、IDSSuGS=0→rDS↑大1kΩ1Vi=1mA4V3kΩi=1mA1V4VΔV②uDS对iD的影响GP+P+DSNuDS=uGS-UGS(off)沟道预夹断时，uGS=0uDS=-UGS(off)沟道预夹断后，uDS>uGS-UGS(off)uDS夹断区长度外电压的增量主要降落在夹断区上。iD基本不随uDS的增加而上升，iD趋于饱和。在强电场作用下PN结雪崩击穿，iD急剧增大。饱和漏电流uDSiD0

25、UGS(off)

26、IDSSuGS=0若uDS>BUDS，。uDSGDSNuDSuDS

27、f)uGSiDP+P+uGS≠0,uDS≠0→iD↑uDS↑饱和漏电流

28、UGS(off)

29、IDSSuDSiD0uDS=uGS-UGS(off)沟道预夹断uDS↑uDS>uGS-UGS(off)夹断区长度iD基本不随uDS的增加而上升，iD趋于饱和。uDS↑在强电场作用下PN结雪崩击穿，iD急剧增大。uGS=0VuGS=-4VuGS=-8VuGD=uGS-uDS=UGS(off)综上分析可知：4.1结型场效应管沟道中只有一种类型的