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时间:2020-03-08
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1、绝缘栅型场效应管之图解绝缘栅型场效应管之图解 绝缘栅型场效应管是一种利用半导体表面的电场效应,由感应电荷的多少改变导电沟道来控制漏极电流的器件,它的栅极与半导体之间是绝缘的,其电阻大于1000000000Ω。 增强型:VGS=0时,漏源之间没有导电沟道,在VDS作用下无iD。耗尽型:VGS=0时,漏源之间有导电沟道,在VDS作用下iD。1.结构和符号(以N沟道增强型为例) 在一块浓度较低的P型硅上扩散两个浓度较高的N型区作为漏极和源极,半导体表面覆盖二氧化硅绝缘层并引出一个电极作为栅极。N沟道绝缘栅型场效应管结构动画 其他MOS管符号2.工作原理(以N沟道增强型为例)(1)VGS=0时,
2、不管VDS极性如何,其中总有一个PN结反偏,所以不存在导电沟道。VGS=0,ID=0VGS必须大于0管子才能工作。 (2)VGS>0时,在Sio2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场,排斥P区多子空穴而吸引少子电子。当VGS达到一定值时P区表面将形成反型层把两侧的N区沟通,形成导电沟道。VGS>0→g吸引电子→反型层→导电沟道VGS↑→反型层变厚→VDS↑→ID↑ (3)VGS≥VT时而VDS较小时: VDS↑→ID↑VT:开启电压,在VDS作用下开始导电时的VGS°VT=VGS—VDS 3.特性曲线(以N沟道增强型为例)场效应管的转移特性曲线动画4.其它类型MOS管(1)
3、N沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的正离子,所以即使在VGS=0时,由于正离子的作用,两个N区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。其它类型MOS管(2)P沟道增强型:VGS=0时,ID=0开启电压小于零,所以只有当VGS<0时管子才能工作。(3)P沟道耗尽型:制造时在栅极绝缘层中掺有大量的负离子,所以即使在VGS=0时,由于负离子的作用,两个P区之间存在导电沟道(类似结型场效应管)。5.场效应管的主要参数(1)开启电压VT:在VDS为一固定数值时,能产生ID所需要的最小
4、VGS
5、值。(增强)(2)夹断电压VP:在VDS为一固定数值时,使ID对应一微小电流时的
6、VGS
7、值。(耗尽)(3
8、)饱和漏极电流IDSS:在VGS=0时,管子发生预夹断时的漏极电流。(耗尽)(4)极间电容:漏源电容CDS约为0.1~1pF,栅源电容CGS和栅漏极电容CGD约为1~3pF。(5)低频跨导gm:表示VGS对iD的控制作用。 在转移特性曲线上,gm是曲线在某点上的斜率,也可由iD的表达式求导得出,单位为S或mS。(6)最大漏极电流IDM(7)最大漏极耗散功率PDM(8)漏源击穿电压V(BR)DS栅源击穿电压V(BR)GS
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