模电课件1.4场效应管教学教材.ppt

《模电课件1.4场效应管教学教材.ppt》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、模电课件1.4场效应管s源极d漏极g栅极gsdgSdg栅极d漏极S源极1.4.1结型场效应管2.工作原理PN结空间电荷区(即耗尽层)的宽度是随着加在PN结上的反向电相关知识图1.4.3uDS＝0时uGS对导电沟道的控制作用(a)uGS=0(c)uGS≤UGS(off)(b)uGS(off)＜uGS＜0(a)uGS=0,(b)UGS(off)＜uGS＜0，UGS(off)夹断电压P+压的大小而变化的。反向电压越大，耗尽层越宽；反之，则越窄。JFET就是利用PN结的这个性质，通过改变栅压uGS来改变沟道

2、电阻，进而改变s、d极间的电流iD。(c)uGS≤UGS(off)（1）当uDS=0，uGS对沟道的控制作用沟道变窄沟道夹断沟道最宽,iD=0（2）uGS为UGS(off)＜uGS＜0中某一定值时，uDS对漏极电流的影响uGD=uGS-uDS图1.4.4UGS(off)0的情况(a)uGD＞UGS(off）(b)uGD=UGS(off）(c)uGD＜UGS(off)当uDS=0,uGD=uGS，沟道等宽，iD=0当(a)uDS↑＞0,沟道各点电位不等，且不等宽(b)uDS↑→u

3、GD=uGS–uDS=UGS(off)沟道预夹断(c)uDS↑↑，夹断区延长（3）uGD＜UGS(off)，uGS对iD的控制作用当uDS一定时，改变uGS→iD随之变化P+→iD↑＞0综上所述，可得JFET导电的如下几个特性：②在uDS不变的情况下，uGS的微小变化可以引起iD比较大的变化，故称FET为电压型控制元件。控制原理是电场对PN结的控制，故为体内场效应器件。①因为G、S极间加反向偏电压，两个P+N结截止，栅极电流iG≈0，故JFET的输入电阻很大。输入特性改为讨论转移特性。③与BJT相类

4、似，当漏极接上负载电阻RD后，在RD上可以得到放大了的变化电压。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。3.结型场效应管特性曲线1)输出特性曲线常数图1.4.5场效应管的输出特性(1)可变电阻区（非饱和区）：预夹断轨迹：指各条曲线上使uDS=uGS–uGS(off)的点连接而成。因uGD=uGS–uDS当uGD=uGS(off)uDS较小uGS一定，uDS↑→iD→rDS为一常数uGS改变，→rDS随之改变（2）恒流区（饱和区）：uGD＜UGS(off)uGS一定，i

5、D几乎不随uDS变化uDS一定，iD随uGS变化（3）夹断区：uGS＜uGS(off)，iD≈0已知输出特性绘制转移特性图1.4.6场效应管的转移特性曲线常数uGS=0时，产生预夹断点的电流。IDSS饱和漏极电流：2)转移特性曲线在恒流区内，1.4.2绝缘栅型场效应管（MOS管)MOS管的工作原理建立在半导体表面场效应现象的基础上。所谓表面场效应是指半导体表面有电场作用时，表面载流子浓度发生变化的现象。MOS管uGS=0时，就存在导电沟道(iD≠0)uGS=0时，不存在导电沟道(iD=0)耗尽型：增

6、强型：N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型1.N沟道增强型MOSFET1)结构示意图和符号D(Drain)为漏极，相当于集电极C；G(Gate)为栅极，相当于基极B;S(Source)为源极，相当于发射极E。N沟道增强型MOSFET是在P型半导体上生成一层SiO2薄膜绝缘层，扩散两个高掺杂的N型区，从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。P型半导体称为衬底，用符号B表示。因为栅

7、极与其他电极及硅片之间是绝缘的,故又称绝缘栅场效应管。#图中箭头表明由P衬底指向N沟道结构：金属(Al)—氧化物(SIO2)—半导体2)工作原理uDS＝0时，uGS对导电沟道的影响①uGS=0(G、S极间短路)：两个N+区与P区三者间形成两个背靠PN+结处于反偏，故漏极电流iD≈0，管子截止。背的PN+结，如图所示。这时不管uDS的极性如何，总会有一个BSGVDDDN+N+PPN+结PN+结P型衬底图1.4.8uDS＝0时uGS对导电沟道的影响第一种情况，0＜uGS＜UGS(th)，第二种情况，uG

8、S＞UGS(th)，②uGS＞0：uDS=0。这里的UGS(th)为开启电压，栅极和衬底相当于充有绝缘介质的平板电容器。UGS(th)＞0，其值约为2V~10V。在P型硅表面形成一个电子薄层→D、S间沟道形成。uGS越大，沟道愈厚，沟道电阻愈小。uGS＞UGS(th)的某一值时，uDS对iD的影响图1.4.9uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响(a)uDS＜uGS-uGS(th)(b)uDS=uGS-uGS(th)(c)uDS＞uGS-uGS(th)