绝缘珊场效应管(MOS).ppt

模拟电路第三章 上页 首页 下页 复 习 巩 固 1、场效应管的定义 2、结型场效应管的电极、分类 3、结型场效应管的工作原理 4、结型场效应管的特性曲线 5、结型场效应管跟三极管的比较 双极型三极管 单极型场效应管 载流子 多子+少子 多子 输入量 电流输入 电压输入 控制 电流控制电流源 电压控制电流源 输入电阻 几十到几千欧 几兆欧以上 噪声 较大 较小 静电影响 不受静电影响 易受静电影响 制造工艺 不宜大规模集成 适宜大规模和超大规模集成 FET的分 类: FET分类 绝缘场效应管 型场效应管 增强型 耗尽型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 第二节 绝缘栅场型效应三极管 绝缘栅型场效应管 (FET)，简称MOSFET。分为： 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道 1.N沟道增强型MOS管 （1）结构 4个电极：漏极D， 源极S，栅极G和 衬底B。 符号： 二氧化硅绝缘层 通常将衬底与 源极接在一起 一、基本概念 2、定义：栅极与漏、源极完全绝缘的场效晶体管，称绝缘栅场效晶体管。根据绝缘层所用材料之不同，绝缘栅场效应管有多种类型，目前应用最广泛的一种是以二氧化硅（SiO2）为绝缘层的金属一氧化物一半导体（Meial-Oxide-Semiconductor）场效应管，简称MOS场效应管（MOSFET）。与结型场效应管相比这种管子输入电阻更高、噪声更小。 ? 3、电路符号和分类 N沟道增强型? ? P沟道增强型? ? N沟道耗尽型? ? P沟道耗尽型 当uGS＞0V时→纵向电场 →将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。 二、工作原理 当uGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。 再增加uGS→纵向电场↑ →将P区少子电子聚集到 P区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id。 ①栅源电压uGS的控制作用 定义： 开启电压（ UT）——刚刚产生沟道所需的 栅源电压UGS,也记为UGS(th)。 N沟道增强型MOS管的基本特性： uGS ＜ UT，管子截止， uGS ＞UT，管子导通。 uGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压uDS作用下，漏极电流ID越大。 ②漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用 当uGS＞UT，且固定为某一值时，来分析漏源电 压VDS对漏极电流ID的影响。（设UT=2V， uGS=4V） （a）uds=0时， id=0。 （截止区） （b）uds ↑→id↑； 同时沟道靠漏区变窄。 （可变电阻区） （c）当uds增加到使ugd=UT时， 沟道靠漏区夹断，称为预夹断。 （d）uds再增加，预夹断区 加长， uds增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上， id基本不变。（恒流区） （3）特性曲线 四个区： （a）可变电阻区（预夹断前）。 ①输出特性曲线：iD=f(uDS)?uGS=const （b）恒流区也称饱和 区（预夹断 后）。 （c）夹断区（截止区）。 （d）击穿区。 可变电阻区 恒流区 截止区 击穿区 iD受uGS控制 ②转移特性曲线： iD=f(uGS)?uDS=const 可根据输出特性曲线作出转移特性曲线。 例：作uDS=10V的一条转移特性曲线： UT 一个重要参数——跨导gm： gm=?iD/?uGS? uDS=const (单位mS) gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 在转移特性曲线上， gm为的曲线的斜率。 在输出特性曲线上也可求出gm。 3、P沟道MOSFET P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。（学生自学） 4. MOS管的主要参数 （1）开启电压UT （2）夹断电压UP （3）跨导gm ：gm=?iD/?uGS? uDS=const （4）直流输入电阻RGS ——栅源间的等效电阻。由于MOS管栅源间有sio2绝缘层，输入电阻可达109～1015。 三 .场效应管的主要参数 (1) 开启电压UT UT 是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。