mos工作原理PPT課件

1、1 上次課內(nèi)容上次課內(nèi)容三極管的結(jié)構(gòu)及分類三極管的結(jié)構(gòu)及分類三極管的電流分配及電流放大作用三極管的電流分配及電流放大作用三極管的三種工作狀態(tài)及各自特點(diǎn)三極管的三種工作狀態(tài)及各自特點(diǎn)三極管的主要參數(shù)及安全工作區(qū)域三極管的主要參數(shù)及安全工作區(qū)域2舉例說明三極管工作狀態(tài)的特點(diǎn)舉例說明三極管工作狀態(tài)的特點(diǎn) p.63. 2.1 2.3p.63. 2.1 2.33場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件, ,只有多子參與導(dǎo)電，輸只有多子參與導(dǎo)電，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好。入阻抗高，熱穩(wěn)定性好。2-2 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管-單極型晶體管單極型晶體管* 三極管是電流控制元件，多數(shù)載流子和少數(shù)載流三極管是電流控制

2、元件，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子子( (熱穩(wěn)定性較差熱穩(wěn)定性較差) )都參與運(yùn)行，所以被稱為雙極都參與運(yùn)行，所以被稱為雙極型器件。型器件。增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型n溝道溝道p溝道溝道n溝道溝道p溝道溝道n溝道溝道p溝道溝道場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管42-2-1 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（mos管）管）一、結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)一、結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)pnngsdp型基底型基底兩個(gè)兩個(gè)n區(qū)區(qū)sio2絕緣層絕緣層導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道金屬鋁金屬鋁gsdn溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型5n 溝道耗盡型溝道耗盡型pnngsd預(yù)埋了導(dǎo)預(yù)埋了導(dǎo)電溝道電溝道 gsd在柵極下方的sio2層中摻

3、入大量的金屬正離子。所以當(dāng)ugs=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出了溝道.6nppgsdgsdp 溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型p 溝道耗盡型溝道耗盡型nppgsdgsd預(yù)埋了導(dǎo)電溝道預(yù)埋了導(dǎo)電溝道 7二、二、mosmos管的工作原理管的工作原理以以n 溝道增強(qiáng)型為例溝道增強(qiáng)型為例pnngsdudsugsugs=0時(shí)時(shí)d-s 間相當(dāng)于間相當(dāng)于兩個(gè)反接的兩個(gè)反接的pn結(jié)結(jié)id=0對(duì)應(yīng)截止區(qū)對(duì)應(yīng)截止區(qū)8pnngsdudsugsugs0時(shí)時(shí)ugs足夠大時(shí)足夠大時(shí)（ugsvt）將）將p區(qū)少子電子聚集區(qū)少子電子聚集到到p區(qū)表面，形區(qū)表面，形成導(dǎo)電溝道，如成導(dǎo)電溝道，如果此時(shí)加有漏源果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形電壓，就可

4、以形成漏極電流成漏極電流id。感應(yīng)出電子感應(yīng)出電子vt稱為閾值電壓（開啟電壓）稱為閾值電壓（開啟電壓）9ugs較小時(shí)，導(dǎo)較小時(shí)，導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電電溝道相當(dāng)于電阻將阻將d-s連接起連接起來，來，ugs越大此越大此電阻越小。電阻越小。pnngsdudsugs10i(ma)dgs=6vuu=5vgs=4vugsu=3vgsuds(v)di(ma)10v12341432(v)ugs246ut（vt）id=f(ugs) uds=常數(shù)常數(shù)三、增強(qiáng)型三、增強(qiáng)型n n溝道溝道m(xù)osmos管的特性曲線管的特性曲線輸出特性曲線輸出特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線11 一個(gè)重要參數(shù)一個(gè)重要參數(shù)跨導(dǎo)跨導(dǎo)gm gm=

5、id/ ugs uds=const gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。 在轉(zhuǎn)移特性曲線上，在轉(zhuǎn)移特性曲線上， gm為曲線的斜率。為曲線的斜率。 在輸出特性曲線上也可求出在輸出特性曲線上也可求出gm。1(ma)dsu=6v=3vuugs(v)1d624i43=5v(ma)243idgs210v(v)ugsidgsuid12n n溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型mosmos管的基本特性管的基本特性u(píng) ugsgs u ut t，管子截止，管子截止u ugsgs u ut t，管子導(dǎo)通，管子導(dǎo)通u ugsgs 越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓越大，溝道越寬，在

6、相同的漏源電壓u udsds作用下，漏極電流作用下，漏極電流i id d越大越大13四、耗盡型四、耗盡型n溝道溝道m(xù)os管的特性曲線管的特性曲線耗盡型的耗盡型的mos管管ugs=0時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓才能夾斷。電壓才能夾斷。轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線0idugsvtidu ds0ugs=0ugs0輸出特性曲線輸出特性曲線14n n溝道溝道耗盡型耗盡型mosmos管的特點(diǎn)管的特點(diǎn)當(dāng)當(dāng)u ugsgs=0=0時(shí)，就有溝道，加入時(shí)，就有溝道，加入u udsds，就有，就有i id d。當(dāng)當(dāng)u ugsgs0 0時(shí)，溝道增寬，時(shí)，溝道增寬，i id d進(jìn)一步增加。進(jìn)一步增加。當(dāng)當(dāng)

7、u ugsgs0 0時(shí)，溝道變窄，時(shí)，溝道變窄，i id d減小。減小。152-2-2 2-2-2 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（j-fetj-fet）16與雙極型晶體管的比較與雙極型晶體管的比較 1 1、只有多子參與導(dǎo)電，受溫度影響較小、只有多子參與導(dǎo)電，受溫度影響較小（熱穩(wěn)定性較好），抗輻射能力較強(qiáng)。（熱穩(wěn)定性較好），抗輻射能力較強(qiáng)。 2 2、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)pnpn結(jié)必須反偏、結(jié)必須反偏、mosmos管則由于柵極被絕緣，故場(chǎng)效應(yīng)管的管則由于柵極被絕緣，故場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗大大高于三極管。輸入阻抗大大高于三極管。 3 3、集成度高。、集成度高。 4 4、使用注意事項(xiàng)。、

8、使用注意事項(xiàng)。17放大電路的目的是將微弱的放大電路的目的是將微弱的變化信號(hào)不失真地變化信號(hào)不失真地放大成較大的信號(hào)。放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：v vi iv vo oa av v2-2 基本放大電路182-2-1 基本放大電路的組成基本放大電路的組成三種三極管三種三極管（fet）放）放大電路大電路共射（源）極放電路共射（源）極放電路共基（柵）極放大電路共基（柵）極放大電路共集（漏）電極放大電路共集（漏）電極放大電路以共射極以共射極放

9、大電路放大電路為例講解為例講解工作原理工作原理19放大元件放大元件i ic c= = i ib b，工作在，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射結(jié)正偏。vivo輸入輸入輸出輸出參考點(diǎn)參考點(diǎn)rb+ecebrcc1c2t+20作用：作用：使發(fā)射結(jié)正偏，使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作電流。作電流?；鶚O電源與基極電源與基極電阻基極電阻rb+ecebrcc1c2t集電極電源，為電路集電極電源，為電路提供能量。并保證集提供能量。并保證集電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。+集電極電阻，將變化集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓牡碾娏鬓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。電壓。耦合電容：耦合電容：電解電容，有極性。電解電容，有極性。大小為大小為1010 f f100100 f f作用：作用：隔離輸入輸隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。順利輸入輸出。21經(jīng)過改進(jìn)的電路：單電源供電的共射極放大電路經(jīng)過改進(jìn)的電路：單電源供電的共射極放大電路+vccrcc1c2trb+22增強(qiáng)型增強(qiáng)型mos管（管（p溝道、溝道、n溝道）的結(jié)構(gòu)、符溝道）的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、工作特點(diǎn)。號(hào)、工作特點(diǎn)。耗盡型耗盡型mos管管（p p溝道、溝道、nn溝道溝道）的結(jié)構(gòu)、符）的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、工作