22场效应管.PPT

2.2 场效应管 * 2.2 场效应管 2.2.1 结型场效应管 2.2.2 绝缘栅场效应管 2.2.3 场效应管的主要参数和特点 场效应管：是利用输入电压产生的电场效应控制输出电流的电压控制型器件。 　　特点：管子内部只有一种载流子参与导电，称为单极型晶体三极管。 　 特点：由两个PN结和一个导电沟道所组成。三个电极分别为源极S、漏极D和栅极G。漏极和源极具有互换性。 2.2.1 结型场效应管 一、结构和符号 N沟道结型场效应管的结构、符号如图2.2.1所示；P沟道结型场效应管如图2.2.2所示。 工作条件：两个PN结加反向电压。 图2.2.1 .N沟道结型场效应管 图2.2.2 P沟道结型场效应管 二、工作原理 以N 沟道结型场效应管为例，原理电路如图所示。 动画12 结型场效应管的工作原理 1．结型场效应管是一个电压控制电流的电压控制型器件。 2. 所以输入电阻很大。一般可达107~108Ω。 结论： 　　　　 ； 　。在漏源电压 不变条件下，改变栅源电压 ，通过PN结的变化，控制沟道宽窄，即沟道电阻的大小，从而控制漏极电流 。 工作原理如下： 三、结型场效应管的特性曲线和跨导 1. 转移特性曲线 反映栅源电压 对漏极电流 的控制作用。如图2.2.5所示，若漏源电压一定： 当栅源电压 向负值方向变化时，漏极电流 逐渐减小； 当栅源电压 时，漏极电流 ， 称为饱和漏极电流； 当栅源电压 时，漏极电流 ， 称为夹断电压。 图2.2.5 结型场效应管的转移特性曲线 结论：在Ⅰ区中，场效应管可看作一个受栅源电压控制的可变电阻。 图2.2.6 结型场效应管的输出特性曲线 2. 输出特性曲线 表示在栅源电压一定条件下，漏极电流与漏源电压之间的关系。如图2.2.6所示。 （1）可调电阻区（图中Ⅰ区） 不变时， 随 作线性变化，漏源间呈现电阻性； 栅源电压 越负，输出特性越陡，漏源间的电阻越大。 图2.2.6 结型场效应管的输出特性曲线 结论：在Ⅱ区中，场效应管具有线性放大作用。 （2）饱和区（图中Ⅱ区） 当 不变时， 不随 变化，基本上维持恒定值，即 对 呈饱和状态。 一定时， 的少量变化引起 较大变化，即 受 控制。 图2.2.6 结型场效应管的输出特性曲线 （3）击穿区（图中Ⅲ区） 3. 跨导（gm） 当 增至一定数值后， 剧增，出现电击穿。如果对此不加限制，将损坏管子。因此，管子不允许工作在这个区域。 反映在线性放大区 对 的控制能力。单位是 。 (2.2.1) 2.2.2 绝缘栅场效应管 绝缘栅场效应管是一种栅极与源极、漏极之间有绝缘层的场效应管，简称MOS管。 分类：有P沟道和N沟道两种类型；每种类型又分为增强 　　　型和耗尽型两种。 一、结构和工作原理 1.??N沟道增强型绝缘栅场效应管 特点：输入电阻高，噪声小。 图2.2.7 N沟道增强型绝缘栅场效应管 工作原理如图2.2.8所示： 　（1）当 ，在漏、源极间加一正向电压 时，漏源极之间的电流 。 （2）当 ，在绝缘层和衬底之间感应出一个反型层，使漏极和源极之间产生导电沟道。在漏、源极间加一正向电压 时，将产生电流ID 。 开启电压 ：增强型MOS管开始形成反型层的栅源电压。 图2.2.8 N沟道增强型绝缘栅场效应管工作原理 （3）在 时： 若 ，反型层消失，无导电沟道， ； 　　若 逐渐增大，导电沟道变宽， 也随之逐渐增大，即 控制 的变化。 若 ，出现反型层即(导电沟道)，D、S之间有电流 流过； 图2.2.8 N沟道增强型绝缘栅场效应管工作原理