必威体育精装版常用半导体器件.ppt

当UGS较小时，虽然在P型衬底表面形成一层耗尽层，但负离子不能导电。 当UGS=UGS(th)时, 在P型衬底表面形成一层电子层，形成N型导电沟道，在UDS的作用下形成iD. 2、N沟道增强型MOS场效应管工作原理 UDS iD + + - - + + - - + + + + - - - - UGS 反型层 当UGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的PN结，无论UDS之间加什么电压都不会在D、S间形成电流iD，即iD≈0。 当UGSUGS(th)时, 沟道加厚，沟道电阻减少，在相同UDS的作用下，iD将进一步增加。 开始时无导电沟道，当在UGS?UGS(th)时才形成沟道,这种类型的管子称为增强型MOS管 一方面 MOSFET是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 当UGS＞UGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压UDS的不同变化对导电沟道和漏极电流ID的影响。 UDS=UDG＋UGS =－UGD＋UGS UGD=UGS－UDS 当UDS为0或较小时，相当UGD＞UGS(th) ，此时UDS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。在UDS作用下形成ID。 另一方面，漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用 当UDS增加到使UGD=UGS(th)时， 当UDS增加到UGD?UGS(th)时， 增强型MOS管 这相当于UDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的情况，称为预夹断。此时的漏极电流ID 基本饱和。 此时预夹断区域加长，伸向S极。 UDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上，ID基本趋于不变。 漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用 UGD=UGS－UDS 3、N沟道增强型MOS场效应管特性曲线 iD=f(uGS)?uDS=C 转移特性曲线 iD=f(uDS)?uGS=C 输出特性曲线 uDS(V) iD(mA) 当uGS变化时，RON将随之变化，因此称之为可变电阻区 恒流区(饱和区)：uGS一定时，iD基本不随uDS变化而变化。 uGS/V 二、N沟道耗尽型MOS场效应管 + + + + + + + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 耗尽型MOS管存在 原始导电沟道 1、结构 2、N沟道耗尽型MOS场效应管工作原理 当UGS=0时，UDS加正向电压，产生漏极电流iD,此时的漏极电流称为漏极饱和电流，用IDSS表示。 当UGS＞0时,将使iD进一步增加。 当UGS＜0时，随着UGS的减小漏极电流逐渐减小，直至iD=0，对应iD=0的UGS称为夹断电压，用符号UGS（off）表示。 UGS(V) iD(mA) UGS(off) N沟道耗尽型MOS管可工作在UGS?0或UGS0 N沟道增强型MOS管只能工作在UGS0 3、N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线 输出特性曲线 UGS(V) iD(mA) UP 转移特性曲线 各类绝缘栅场效应三极管的特性曲线 绝缘栅场效应管 N 沟 道 增 强 型 P 沟 道 增 强 型 绝缘栅场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 2. 夹断电压UGS(off)：是耗尽型FET的参数，当UGS=UGS(off) 时,漏极电流为零。 3. 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管当UGS=0时所对应的漏极电流。 1. 开启电压UGS(th)：MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。 4. 直流输入电阻RGS(DS):栅源间所加的恒定电压UGS与流过栅极电流IGS之比。结型:大于107Ω，绝缘栅:109～1015Ω。 1.4.3 场效应管的主要参数 一、直流参数 1. 低频跨导gm ：反映了栅源压对漏极电流的控制作用。 2. 极间电容 Cgs—栅极与源极间电容 Cgd —栅极与漏极间电容Csd —源极与漏极间电容 二、交流参数 三、极限参数 3. 漏极最大允许耗散功率 PDM 2.漏源击穿电压 U(BR)DS 4. 栅源击穿电压U(BR)GS 由场效应管允许的温升决定。漏极耗散功率转化为　　热能使管子的温度升高。 当漏极电流 ID 急剧上升产生雪崩击穿时的 UDS 。 场效应管工作时，栅源间 PN 结处于反偏状态，若　　UGS U(BR)GS ，PN 将被击穿，这种击穿与电容击　　穿的情况类似，属于破坏性击穿。 1.最大漏极电流IDM 场效应管与晶体管的区别 1. 晶体管是电流控制元件；场效应管是电压控制元件。 2. 晶体管参与导电的是电子—空穴，因此称其为双极型器件