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各类FET管VDS、VGS极性比较 VDS极性与ID流向仅取决于沟道类型 VGS极性取决于工作方式及沟道类型 由于FET类型较多，单独记忆较困难，现将各类FET管VDS、VGS极性及ID流向归纳如下： N沟道FET：VDS 0，ID流入管子漏极。 P沟道FET：VDS 0，ID自管子漏极流出。 JFET管： VGS与VDS极性相反。 增强型：VGS 与VDS 极性相同。 耗尽型：VGS 取值任意。 MOSFET管 第二章 半导体受控器件基础 2.2.3 场效应管与晶体管性能比较 项目 ? 器件 电极名称 工作区 导电 类型 输入电阻 跨导 晶 体 管 e极 b极 c极 放大区 饱 和 区 双极型 小 大 场效应管 s极 g极 d极 饱和区 非饱和区 单极型 大 小 第二章 半导体受控器件基础 由于MOS管COX很小，因此当带电物体（或人）靠近金属栅极时，感生电荷在SiO2绝缘层中将产生很大的电压VGS(=Q /COX)，使绝缘层击穿，造成MOS管永久性损坏。 MOS管保护措施： 分立的MOS管：各极引线短接、烙铁外壳接地。 MOS集成电路： T D2 D1 D1 D2一方面限制VGS间最大电压，同时对感 生电荷起旁路作用。 第二章 半导体受控器件基础 * 需两个动画 * 需两个动画 * 需两个动画 * 需两个动画 * 需两个动画 衬底U与源极S相连，在无外加电压下，D、S之间已有导电沟道存在， vGS 的大小可以控制该导电沟道的大小。 N沟道DMOS管工作原理 栅?衬之间相当于以SiO2为介质的平板电容器。 P P + N + N + S G D U 第二章 半导体受控器件基础 栅极电压对沟道厚度的影响分析 N沟道DMOS管工作原理 vGS =夹断电压VGS(off) ，D、S之间已有导电沟道消失。 第二章 半导体受控器件基础 恒定 vGS下的 vGS - iD 关系曲线分析 N沟道DMOS管工作原理 N沟道DMOS管工作原理 第二章 半导体受控器件基础 解析表达式： 此时MOS管可看成阻值受VGS控制的线性电阻器： VDS较小的非饱区时，iD与vDS之间呈近似线性关系： 其中：W、l 为沟道的宽度和长度。 COX （= ? / ?OX）为单位面积的栅极电容量。 注意：非饱和区类似于晶体管的饱和区。 第二章 半导体受控器件基础 若vGS等于零，记iD的为IDSS ，称为饱和漏电流 处于饱和区时，管子具有正向受控作用，服从平方律关系，称为转移特性： 第二章 半导体受控器件基础 若考虑沟道长度调制效应，则iD的修正方程： 其中：? 称沟道长度调制系数，其值与沟道l 有关。 通常 ? =( 0.005 ~ 0.03 )V-1 。 VA为厄尔利电压，其值较大。 对式 第二章 半导体受控器件基础 N沟道EMOSFET导电原理 VGS ? 开启电压VGS(th) 形成N型导电沟道 表面层 np VGS越大，反型层中n 越多，导电能力越强。 P P + N + N + S G D U VDS - + P P + N + N + S G D U VDS =0 - + VGS 第二章 半导体受控器件基础 VDS对沟道的控制（假设VGS VGS(th) 且保持不变） VDS很小时 → VGD ?VGS 。此时W近似不变，即Ron不变。 由图 VGD = VGS - VDS 因此 VDS?→ID线性 ?。 若VDS ?→则VGD ? →近漏端沟道? → Ron增大。 此时 Ron ?→ID ?变慢。 P P + N + N + S G D U VDS - + VGS - + P P + N + N + S G D U VDS - + VGS - + 第二章 半导体受控器件基础 当VDS增加到使VGD ?=VGS(th)时 → A点出现预夹断 若VDS 继续?→A点左移→出现夹断区 此时 VAS =VAG +VGS =-VGS(th) +VGS （恒定） 若忽略沟道长度调制效应，则近似认为l 不变（即Ron不变）。 因此预夹断后： P P + N + N + S G D U VDS - + VGS - + A P P + N + N + S G