06wfj0106(场效应管)学案.ppt

推荐参考书 模拟电子技术 [美] Robert L. Boylestad Louis Nashelsky 著 李立华 李永华等译 电子工业出版社;αRIR;简化交流模型;§1.4 场效应晶体管;MOS电容( Metal-Oxide-Semiconductor );栅极G;2、工作原理(导电沟道的形成过程) ⑴ 当VGS≤0时，两N+区(S、D)之间不导电；;⑵ 当0VGSVTH时，在界面处，电子(少子)与空穴复合，使得受主杂质离子开始暴露成耗尽层；;⑶ 当VGS=VTH时, 受主杂质离子全部暴露，形成的耗尽层与PN结联为一体。因耗尽层中没有载流子，故两N+区(S、D)之间不导电。;; 因VGS≥VTH时才会产生导电沟道，故称该MOSFET为增强型，VTH称开启电压。; MOSFET的工作原理可描述如下： VGS作用→产生感生沟道→用VGS电场效应控制沟道宽度→改变D-S之间的导电能力，使得漏极电流ID随VGS变化(VCCS)。;SiO2层;▲;▲;归纳如下：;3、NEMOSFET伏安特性曲线 ⑴ 转移特性;VGSVTH且VGS不变时， 变电阻区：VDS↑→ID↑， 饱和区： VDS↑→ID略↑（沟道长度调制效应）;（2）输出特性;◆ 饱和区特点 VGS一定，则ID与VDS基本无关； VDS一定，则ID与VGS也不成线性关系； 沟道长度调制效应，VDS↑→ ID 略↑；; 4、衬底效应(背栅效应) 对分立元件电路，S极和衬底B要相连(VBS＝0)，保证PN结不出现正偏。在集成电路中，对N沟道MOSFET衬底B(P型)应接到系统最低电位上。;三、其它三种MOSFET 1、增强型P沟道MOSFET;饱和区电流(流出漏极为负)可以表示为：;2、耗尽型N沟道MOSFET 耗尽～VGS = 0就有导电沟道；;N沟道耗尽型特性曲线的特点： VGS＝0时，ID = IDSS（饱和电流）； VGS↑→ID↑；VGS↓→ ID↓ ； VGS≤VP时，沟道完全夹断(导电沟道消 失)，ID=0。称VP为夹断电压。;3、耗尽型P沟道MOSFET;四、结型场效应管(JFET )—利用PN结宽度 1、N沟道JFET;注意几点： GS之间必须反偏，且VP≤VGS ≤0； IG≈0，所以，JFET输入电阻很大； 依靠多子导电，属于耗尽型。;2、P沟道JFET; ◆N沟道FET电流大于零，符号箭头向内；其转移特性区别在于工作时VGS取值不同。;◆P沟道FET电流小于零，符号箭头向外。其 转移特性区别在于工作时VGS取值不同。;ID;◆各种FET的漏极电流统一表示如下： 变电阻区电流关系为：;忽略沟道长度调制效应的饱和区电流：;N沟道EMOS与NPN晶体管对比