模拟电子技术及应用 教学课件 作者 曹光跃第2章第2节.ppt

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1、2.2场效应管二、结型场效晶体管三、场效晶体管的主要参数一、MOS场效应晶体管第二章　半导体三极管及放大电路基础（一）N沟道增强型MOS场效应晶体管一、MOS场效应晶体管（IGFET）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DrainSGDB第二章　半导体三极管及放大电路基础2.工作原理（1）uGS对iD的控制作用a.当uGS=0，D、S间为两个背对背的PN结；b.当0

2、开启电压)时，G、B间的垂直电场吸引P区中电子形成离子区(耗尽层)；c.当uGSUT时，衬底中电子被吸引到表面，形成导电沟道。uGS越大沟道越厚。反型层(沟道)第二章　半导体三极管及放大电路基础(2)uDS对iD的影响(uGS>UT)D、S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=UT)：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。第二章　半导体三极管及放大电路基础3.特性曲线2464321uGS/ViD/mAUDS=10VUT当uGS>UT时：uGS=2UT时的iD值输出特性

3、曲线可变电阻区uDS

4、AuGS=0.4V0.2V0V0.2VOO第二章　半导体三极管及放大电路基础(三)P沟道MOSFET增强型耗尽型SGDBSGDB第二章　半导体三极管及放大电路基础N沟道增强型SGDBiDP沟道增强型SGDBiD2–2OuGS/ViD/mAOuDS/ViD/mA–2V–4V–6V–8VuGS=8V6V4V2VSGDBiDN沟道耗尽型iDSGDBP沟道耗尽型IDSSuGS/ViD/mA–5O5OuDS/ViD/mA5V2V0V–2VuGS=2V0V–2V–5VN沟道结型SGDiDSGDiDP沟道结型uGS/ViD/mA5–5OIDSSUPOuDS/ViD

5、/mA5V2V0VuGS=0V–2V–5VFET符号、特性的比较UTUP第二章　半导体三极管及放大电路基础场效晶体管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、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等优点。2.输入电阻高(1081015，IGFET可高达1015)第二章　半导体三极管及放大电路基础二、结型场效晶体管（一）结构与符号N

6、沟道JFETP沟道JFET有三个电极：栅极（G）、源极（S）、漏极（D）。第二章　半导体三极管及放大电路基础（二）工作原理uGS0，uDS>0此时uGD=UP；沟道楔型耗尽层刚相碰时称预夹断。预夹断当uDS，预夹断点下移。（三）转移特性和输出特性当UPuGS0时,uGSiDIDSSuDSiDuGS=–3V–2V–1V0V–3VUPOO工作状态可变电阻区饱和区（恒流区）击穿区第二章　半导体三极管及放大电路基础三、场效晶体管的主要参数1.开启电压UT(增强型)夹断电压UP(耗尽型)指uDS=某值，使漏极电流iD为某一小电流时的uGS值。UTUP2.饱

7、和漏极电流IDSS耗尽型场效晶体管，当uGS=0时所对应的漏极电流。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IDSSuGS/ViD/mAO（一）直流参数第二章　半导体三极管及放大电路基础1.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)PDM=uDSiD，受温度限制。2.输出电阻rd6.最大漏极功耗PDMuGS/ViD/mAQO（二）交流参数3.极间电容CGS、CGDCGS是栅源极间的电容，CGD是栅漏极间的电容。4.最大

8、漏源电压U(BR)DS5.最大栅源电压U(BR)GS（三）极限参数第二章　半导体