场效应管详解.ppt

概述 分类和结构： 结型场效应晶体管JFET 绝缘栅型场效应晶体管IGFET 5.1.1结型场效应晶体管JFET 1) P 沟道和N沟道结构及电路符号 栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用 漏-源电压对漏极电流的影响 5.1.2绝缘栅场效应管 MOSFET ? 漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用 ? 漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用 5.1.3场效应管的主要参数 易受静电影响 不受静电影响 静电影响 D与S有的型号可倒置使用 C与E一般不可 倒置使用 使用 较小，且有零温度系数点 受温度影响较大 温度特性 较小 较大 噪声 电压输入 电流输入 输入量 几兆欧姆以上 几十到几千欧姆 输入电阻 N沟道 P沟道 电压控制电流源 电流控制电流源 控制 多子漂移 多子扩散少子漂移 载流子参与运动 结型 绝缘栅 增强型 绝缘栅 耗尽型 NPN 和PNP 结构 分类 适宜大规模和超大规模集成 不易大规模集成 集成工艺 场效应三极管 双极型三极管 5.2 场效应管基本放大电路 三种接法： 共源 共漏 共栅 一、场效应管偏置电路 ? 自给偏置电路 场效应管偏置电路的关键是如何提供栅源控制电压UGS 自给偏置电路： 适合结型场效应管和耗尽型MOS管 外加偏置电路： 适合增强型MOS管 UGS = UG-US = -ISRS ≈ -IDRS UGSQ和IDQ UDSQ=ED-IDQ(RS+RD) RS的作用： 1. 提供栅源所需的直流 偏压。 2. 提供直流负反馈，稳 定静态工作点。 RS越大，工作点越稳 定。但会造成工作点偏 低，放大增益减少，非 线性失真增大 G S D 基本自给偏置电路 * * 第5章 场效应管及其基本放大电路 5.1 场效应管 5.2 场效应管基本放大电路 5.1.1结型场效应管 5.1.2绝缘栅场效应管 5.1.3主要参数 5.1.4晶体管与场效应管的比较 5.1 场效应晶体管(FET） N P PN结耗尽层 P N 沟 道 G门极 D漏极 S源极 P 衬底 N N 源极 门极 漏极 S G D JFET结构 IGFET结构 N 沟 道 N 沟 道 G门极 D漏极 S源极 g d s N沟道结构及电路符号 P 沟 道 G门极 D漏极 S源极 g d s P沟道结构及电路符号 沟道最宽 沟道变窄 沟道消失称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？ UGS（off） 2）工作原理 uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。 预夹断 uGD＝UGS（off） VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。 场效应管工作在恒流区的条件是什么？ uGDUGS（off） uGDUGS（off） 夹断电压 漏极饱和电流 转移特性 场效应管工作在恒流区，因而uGS＞UGS（off）且uDS＜UGS（off）。 为什么必须用转移特性描述uGS对iD的控制作用？ 3）特性曲线 g-s电压控制d-s的等效电阻 输出特性 预夹断轨迹，uGD＝UGS（off） 可变电阻区 恒 流 区 iD几乎仅决定于uGS 击 穿 区 夹断区（截止区） 夹断电压 IDSS ΔiD 不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。 低频跨导： Sect 增强型MOSFET 耗尽型MOSFET ? N沟道增强型MOS场效应管结构 一、增强型MOS场效应管 漏极D→集电极C 源极S →发射极E 栅极G→基极B 衬底B 电极—金属 绝缘层—氧化物 基体—半导体 因此称之为MOS管 Sect 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。 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之间加上电压不会在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 Sect ? N沟道增强型MOS场效应管特性曲线 增强型MOS管 UDS一定时，UGS对漏极电流ID的控制关系曲线 ID=f(UGS)?UDS=C 转移特性曲线 UDSUGS-UT UGS(V) ID(mA) Sect IDO IDO是uGS=2UGS(th)时的iD ? N沟道增强型MOS场效应管