结型场效应管.pptx

4 场效应管放大电路4.1 结型场效应管4.2 金属-氧化物-半导体场效应管4.3 场效应管放大电路4.4 各种放大器件电路性能比较4.1结型场效应管4 场效应管放大电路4.1结型场效应管JFET结型FET场效应管MOSFET(IGFET)绝缘栅型4 场效应管放大电路分类：N沟道（耗尽型）P沟道N沟道增强型P沟道N沟道耗尽型P沟道4.1结型场效应管4.1 结型场效应管 一、 JFET的结构和工作原理? 结构? 工作原理 二、 JFET的特性曲线及参数 ? 输出特性? 转移特性? 主要参数 一、JFET的结构和工作原理4.1结型场效应管1.结构： N沟道管：电子电导，导电沟道为N型半导体 P沟道管：空穴导电，导电沟道为P型半导体 结型场效应管的结构示意图及其表示符号 (a)N沟道JFET；(b)P沟道JFET 4.1结型场效应管2.工作原理（以N沟道JFET为例）① VGS对沟道的控制作用当VGS＜0时PN结反偏?耗尽层加厚沟道变窄。? VGS继续减小，沟道继续变窄 当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP （ 或VGS(off) ）。对于N沟道的JFET，VP 0。4.1结型场效应管（以N沟道JFET为例）2.工作原理② VDS对沟道的控制作用③ VGS和VDS同时作用时?当VGS=0时，VDS?ID ? 导电沟道更容易夹断， G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。当VP VGS0 时， 对于同样的VDS ， ID的值比VGS=0时的值要小。 当VDS增加到使VGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。在预夹断处VGD=VGS-VDS =VP 此时VDS ?夹断区延长???沟道电阻?ID基本不变4.1结型场效应管综上分析可知 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。 JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因 此iG?0，输入电阻很高。JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后， iD趋于饱和。二、 JFET的特性曲线及参数4.1结型场效应管VP1. 转移特性 2. 输出特性 4.1结型场效应管输出特性 输出特性曲线表达以UGS为参变量时iD与uDS的关系。根据特性曲线的各部分特征,分为四个区域：1)恒流区 恒流区相当于双极型晶体管的放大区。其主要特征为：uGS对iD的控制能力很强 ，uDS的变化对iD影响很小。2）可变电阻区 与双极型晶体管不同，在JFET中，栅源电压uGS对iD上升的斜率影响较大，随着|UGS|增大，曲线斜率变小，说明JFET的输出电阻变大。3） 截止区 当|UGS||UP|时，沟道被全部夹断，iD=0，故此区为截止区。若利用JFET作为开关，则工作在截止区，即相当于开关打开。 4）击穿区随着uDS增大，靠近漏区的PN结反偏电压uDG也随之增大。4.1结型场效应管3. 主要参数① 夹断电压VP (或VGS(off))：漏极电流约为零时的VGS值 。② 饱和漏极电流IDSS：VGS=0时对应的漏极电流。 低频跨导反映了vGS对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。 ③ 低频跨导gm：或④ 输出电阻rd：礼堂排椅电影院椅 枖痋爿4.1 结型场效应管3. 主要参数⑤ 直流输入电阻RGS： 对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω。⑥ 最大漏源电压V(BR)DS⑦ 最大栅源电压V(BR)GS⑧ 最大漏极功耗PDM4.2MOSFET4.2 金属-氧化物-半导体场效应管 一、增强型MOSFET 二、耗尽型MOSFET 三、各种类型MOS管的符号及特性对比一、增强型MOSFET4.2MOSFET 1. N沟道增强型MOSFET结构与工作原理（1）结构： N沟道增强型MOS场效应管的结构示意图及符号1. N沟道增强型MOSFET结构与工作原理4.2MOSFET（2）工作原理： 增强型NMOS管在uGS=0时,两个重掺杂的N+源区和漏区之间被P型衬底所隔开,就好像两个背向连接的二极管。这时不论漏极、源极间加何种极性电压,总有一个PN结处于反向偏置,所以漏极、源极之间只有很小的反向电流通过,可以认为增强型NMOS管处于关断状态UGS＞UT时形成导电沟道 4.2MOSFET1. N沟道增强型MOSFET结构与工作原理（2）工作原理：(c )uDS较大出现时 iD趋于饱和(a)uGS UT出现N型沟道(b)uDS较小时 iD迅速增大 uDS增大时增强型MOS管沟道的变化过程 在正的漏极电源uDS作用下，将有iD产生。把在uDS作用下开始导电的uGS叫做开启电压UT。4.2MOSFET2. N沟道增强型MOS管特性曲线(1)转移特性