uDS=0反型层沟道.PPT

* 2.2 单极型半导体三极管 场效应管 FET (Field Effect Transistor) 类型 结型 JFET (Junction Field Effect Transistor) 绝缘栅型 IGFET (Insulated Gate FET) 特点： 1. 单极性器件(一种载流子导电) 3. 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低 2. 输入电阻高(107 ? 1015 ?，IGFET可高达1015 ?) 一、增强型N沟道MOSFET (Mental Oxide Semi— FET) 2.2.1 MOS场效应管 1. 结构与符号 P型衬底 （掺杂浓度低） N+ N+ 用扩散的方法 制作两个 N 区 在硅片表面生一层薄SiO2绝缘层 S D 用金属铝引出 源极S和漏极D G 在绝缘层上喷金属铝引出栅极G B 耗尽层 S — 源极 Source G — 栅极 Gate D — 漏极 Drain S G D B 第二章 半导体三极管 2. 工作原理 1) uGS 对导电沟道的影响 (uDS = 0) 反型层 (沟道) a. 当 0 UGS UGS(th) (开启电压)时无沟道 b. 当 uGS UGS(th) 时，衬底中电子 被吸引到表面，形成导电沟道 uGS 越大，沟道越厚 2) uDS对 iD的影响(uGS UGS(th)) DS间的电位差使沟道呈楔形, uDS?, 靠近漏极端的沟道厚度变薄 预夹断：漏极附近反型层消失 预夹断发生之前： uDS? iD? 预夹断发生之后：uDS? iD不变 第二章 半导体三极管 3. 转移特性曲线 2 4 6 4 3 2 1 uGS /V iD /mA UDS =10V UGS (th) 当 uGS UGS(th) 时： uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值 4. 输出特性曲线 可变电阻区 uDS uGS ? UGS(th) uDS?? iD ?, 直到预夹断 饱和(放大区) uDS?，iD 不变 ?uDS 加在耗尽层上，沟道电阻不变 截止区 uGS ? UGS(th) 全夹断 iD = 0 第二章 半导体三极管 开启电压 uDS /V iD /mA uGS = 2 V 4 V 6 V 8 V 截止区 饱和区 (放大区) (恒流区) 可 变 电 阻 区 二、耗尽型N沟道MOSFET S G D B Sio2绝缘层中掺入大量正离子， 在 uGS = 0 时，已形成沟道 在DS间加正电压时，形成 iD 当 uGS ? UGS(off) 时，全夹断 输出特性 uGS /V iD /mA 转移特性 IDSS UGS(off) 饱和漏 极电流 夹断 电压 当 uGS ? UGS（off）0 时, 三、P沟道MOSFET 增强型 耗尽型 S G D B S G D B uDS /V iD /mA uGS = ? 4V ? 2V 0V 2V 第二章 半导体三极管 2.2.2 结型场效应管 2.工作原理 uGS ? 0 , uDS 0 这时 uGD = UGS（off） 沟道呈楔型 耗尽层刚相碰时称预夹断 预夹断 当uDS ?，预夹断点下移 3. 转移特性和输出特性 UGS（off） 当UGS（off）? uGS ? 0 时, 1. 结构与符号 第二章 半导体三极管 uGS iD IDSS uDS iD uGS = – 3V – 2V – 1V 0 V – 3V N 沟道增强型 S G D B iD P 沟道增强型 S G D B iD 2 – 2 uGS /V iD /mA UGS(th) uDS /V iD /mA – 2V – 4V – 6V – 8V uGS = 8V 6V 4V 2V S G D B iD N 沟道耗尽型 iD S G D B P 沟道耗尽型 UGS(off) IDSS uGS /V iD /mA – 5 5 uDS /V iD /mA 5V 2V 0V –2V uGS = 2V 0V – 2V – 5V N 沟道结型 S G D iD S G D iD P沟道结型 uGS /V iD /mA 5 – 5 IDSS UGS(off) uDS /V iD /mA 5V 2V 0V uGS = 0V – 2V – 5V MOSFET符号、特性的比较 第二章 半导体三极管 2.2.3 场效应管的主要参数 PDM = uDS iD，受温度限制。 1. 开启电压 UGS(th) (增强型)和夹断电压 UGS(off) (耗尽型) 指uDS = 某值，使漏极电流 iD 为某一小电流时的uGS值。 2. 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应管，当u