模擬電子技術(shù) 場效應(yīng)管

1、模擬電子技術(shù) 場效應(yīng)管第1頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四場效應(yīng)管是一種利用電場效應(yīng)來控制其電流大小的半導(dǎo)體器件。特點：輸入電阻高、噪聲低、熱穩(wěn)定性能好、抗輻射能力強。主要用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。單極型晶體管常用于數(shù)字集成電路第2頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四N溝道P溝道增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)場效應(yīng)管分類：第3頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四5.3 結(jié)型場效應(yīng)管 結(jié)構(gòu) 工作原理 輸出特性 轉(zhuǎn)移特性 主要參數(shù) JFET的結(jié)構(gòu)和工作原

2、理 JFET的特性曲線及參數(shù) (Junction type Field Effect Transisstor)第4頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四 源極，用S或s表示N型導(dǎo)電溝道漏極，用D或d表示 P型區(qū)P型區(qū)柵極，用G或g表示柵極，用G或g表示符號符號5.1.1 JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理5.1 結(jié)型場效應(yīng)管1. 結(jié)構(gòu) # 符號中的箭頭方向表示什么？第5頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四2.工作原理（以N溝道為例）vDS=0V時NGSDvDSVGSNNPPiDPN結(jié)反偏，VGS越負(fù),則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄。 VGS對溝道的控制作用第6頁，共34

3、頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四VDSNGSDVGSPPiDVGS達(dá)到一定值時耗盡區(qū)碰到一起，DS間的導(dǎo)電溝道被夾斷。 當(dāng)溝道夾斷時，對應(yīng)的柵源電壓VGS稱為夾斷電壓VP （ 或VGS(off) ）。 VGS繼續(xù)減小對于N溝道的JFET，VP 0。第7頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四NGSDVDSVGSNNiDVDS=0V時PP VDS對溝道的控制作用當(dāng)VGS=0時，VDSiD G、D間PN結(jié)的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從上至下呈楔形分布。第8頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四NGSDVDSVGSPP越靠近漏端

4、，PN結(jié)反壓越大iD 當(dāng)VDS增加到使VGD=VP 時，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。此時VDS 夾斷區(qū)延長溝道電阻ID基本不變第9頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四GSDVDSVGSPPiDN VGS和VDS同時作用時VGS越小耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。iD 減小。當(dāng)VP VGS0時VGS足夠大時（VGSVT）感應(yīng)出足夠多電子，這里出現(xiàn)以電子導(dǎo)電為主的N型導(dǎo)電溝道。感應(yīng)出電子VT稱為閾值電或開啟電壓：在VDS 作用下開始導(dǎo)電的VGS 。第23頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四VGS較小時，導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電阻將D-S連接起來，VGS越大此電阻越小。P

5、NNGSDVDSVGSVDS0時iD第24頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四PNNGSDVDSVGS當(dāng)VDS不太大時，導(dǎo)電溝道在兩個N區(qū)間是均勻的。當(dāng)VDS較大時，靠近D區(qū)的導(dǎo)電溝道變窄。（2）VDS改變iD第25頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四PNNGSDVDSVGS夾斷后，即使VDS 繼續(xù)增加，iD仍呈恒流特性。iDVDS增加，VGD=VT 時，靠近D端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。第26頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四（1）輸出特性曲線iDV DS0VGS03.增強型N溝道MOS管的特性曲線可變電阻區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)第27頁，

6、共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四3.增強型N溝道MOS管的特性曲線(2)轉(zhuǎn)移特性曲線0iDvGSVTvDS=10V(3)計算公式第28頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四NPPgsdgsdP 溝道增強型柵源端加負(fù)電壓 漏源端加負(fù)電壓第29頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四1.N 溝道耗盡型予埋了導(dǎo)電溝道 （正離子），在P型襯底表面形成反型層（N型）。在vGS 0時，就有感生溝道，當(dāng)V DS 0時，則有iD通過。 gsdNgsdPNeee 耗盡型MOSFET第30頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四2.P 溝道耗盡型NPPgsdgsd予埋了導(dǎo)電溝道（負(fù)離子） 第31頁，共34頁，2022年，5月20日，6點36分，星期四3.耗盡型N溝道MOS管的特性曲線耗盡型的N溝道MOS管VGS=0時就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓才能夾斷。轉(zhuǎn)移特性曲線0iDVGSVP第32頁，共34頁，2022年，5月20日，6點3