MOS管静态参数测试.PDF

MOS 管静态参数测试 一、 试验目的 1、通过测量增强型、耗尽型 MOS 场效应管的 ID 、VGS、VD 值的变化，绘制输出特性 曲线和转移特性曲线。 2 、加深了解 MOS 管的工作原理，为以后设计电路打下良好基础。 二、 MOS 管的特性曲线 2.1 输出特性曲线 图2-1 N 沟道 JFET 伏安特性曲线 JFET 的输出特性是描述ID 随VDS 变化的特性，即 ID ＝f(VDS)|VGS=常数 …………..…………………. (2-1) VGS 取不同的常数可得输出特性曲线族如图 2-1(b)所示。它分为四个区：Ⅰ区—可变电 阻区；Ⅱ区—放大区(恒流区) ；Ⅲ区—截止区；Ⅳ区—击穿区。 （Ⅰ）可变电阻区 可变电阻区是指 V V 的区域。它的特点是：当V 在取值范围(0—V ) 内保持一定值 GD P GS P 并且 VDS 较小时，ID 与 VDS 是线性关系。不同 VGS 对应电阻 RDS 的值不同。 ( Ⅱ)放大区(恒流区) 放大区为图 2-1(b) 的Ⅱ区，放大区各条输出特性曲线接近平直但稍微斜升。在这个区域 内，VGDVP ，沟道处于部分夹断状态，ID 几乎不随 VDS 改变而变化，故又称为恒流区或饱 和区，在放大区 ID 仅受 VGS 的控制，VGS 越负，ID 越小。 (Ⅲ)截止区和击穿区 截止区：截止区即 I ＝0 的水平坐标轴。此时V 〈V 沟道全夹断，I =0 。 D GS P D 击穿区：当 VDS 不断增加，使靠近漏端处的 PN 结反向击穿。此时 ID 中出现突然增大的 反向击穿电流。 2.2 转移特性曲线 转移特性曲线是描述 JFET 工作在放大区，并保持 VDS 为常数时，VGS 与 ID 的关系曲线， 即 ID ＝f(VGS)| VDS=常数……………………………..(2-2) JFET 的输出特性和转移特性不是相互独立的。在输出特性上用作图法可直接求得转移 特性。具体的做法是：令 VDS ＝常数做一垂线，读出垂线上不同VGS 对应的 ID ，据此绘出的 ID －VGS 关系曲线就是在 VDS 恒定时的对应的转移特性曲线，如图 2-1 所示。 2.3 增强型 MOS 管特性曲线 根据 P 沟道增强型 MOSFET 的工作原理，在不同的 VGS 值下可得如图 2-1(b)所示的 ID 在 VGS 和 VDS 同时作用下的一族输出特性曲线。预夹断轨迹如图中虚线曲线所示，对应的预 夹断方程为： VDS ＝VGS—VT ……………………………………………(2-3) 将式(2-3)与 JFET 的预夹断方程(2-1) 比较，只是VT 取代了 VP 。 P 沟道增强型 MOSFET 的输出持性曲线也可分成四个区：可变电阻区、放大区、截止 区和击穿区。将预夹断方程中的等号改为大于号，进入放大区；将等号改为小于号，进入可 变电阻区。在导电沟道形成后，增强型 MOSFET 的 ID 随 VDS 和 VGS 变化的规律与 JFET 相 同，各工作区特性的描述可参见JFET 的对应部分。 2.4 转移特性曲线 增强型 MOSFET 的转移特性曲线，同样是在放大区，取 VDS 为不同的定值时,ID 随 VGS 变化的曲线。转移特性曲线如图 2-2 所示。该曲线可以直接在电路上测量获得，也可以在输 出特性曲线的放大区作垂线，得到 ID 与 VGS 的一组对应值，再描出曲线。从转移特性上看 出，这种场效应管具有VGS 对 ID 的控制能力。 ID -ID VGS -6V VT