第二章 补充二极管和晶体管.ppt

场效应管 1 绝缘栅场效应管 2. 耗尽型绝缘栅场效应管 2. 耗尽型绝缘栅场效应管 耗尽型 3. 主要参数 场效应管与晶体管的比较 由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在UGS= 0时，若漏–源之间加上一定的电压UDS，也会有漏极电流 ID 产生。 当UGS 0时，使导电沟道变宽， ID 增大； 当UGS 0时，使导电沟道变窄， ID 减小； UGS负值愈高，沟道愈窄， ID就愈小。 当UGS达到一定负值时，N型导电沟道消失，ID= 0，称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的UGS称为夹断电压，用UGS(off）表示。 这时的漏极电流用 IDSS表示，称为饱和漏极电流。 (2) 耗尽型N沟道MOS管的特性曲线 夹断电压 耗尽型的MOS管UGS= 0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。 UGS(off) IDSS 转移特性曲线 O ID/mA UGS /V -1 -2 -3 4 8 12 16 1 2 UDS=常数 G S D G S D 增强型 N沟道 P沟道 G S D G S D N沟道 P沟道 G、S之间加一定 电压才形成导电沟道 在制造时就具有 原始导电沟道 (1) 开启电压 UGS(th)：是增强型MOS管的参数 (2) 夹断电压 UGS(off)： (3) 饱和漏电流 IDSS： 是结型和耗尽型 MOS管的参数 (4) 低频跨导 gm：表示栅源电压对漏极电流 的控制能力 极限参数：最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。 一、结型场效应管（JFET)工作原理 P+ P+ N G S D 导电沟道 源极，用S或s表示 N型导电沟道 漏极，用D或d表示 P型区 P型区 栅极，用G或g表示 栅极，用G或g表示 符号 符号 结型场效应管 1、结构 D P+ P+ N G S VDS ID VGS 电源极性的安排: D S间--D接电源正端 S接电源负端 形成漏极电流iD G S间--S接电源正端 G接电源负端 栅极电流iG≈0, 输入电阻高达107Ω N沟道管加负栅源电压， P沟道管加正栅源电压，否则将会出现栅流。 2、结型场效应管（JFET)的工作原理 ① UGS对沟道的控制作用 当UGS＜0时 当沟道夹断时,ID减小至0，此时对应的栅源电压UGS称为夹断电压UGS(off) 。 对于N沟道的JFET，UPGS(off) 0。 PN结反偏 耗尽层加厚 沟道变窄 ? ? UGS继续减小，沟道继续变窄， ID继续变小 D P+ P+ N G S UDS ID UGS 当UGS=0时，沟道最宽，沟道电阻最小，在UDS的作用下N沟道内的电子定向运动形成漏极电流ID,此时最大。 ? 沟道电阻变大 ? ID变小 2、结型场效应管（JFET)的工作原理 根据其结构，它只能工作在反偏条件下，N沟道管加负栅源电压， P沟道管加正栅源电压，否则将会出现栅流。 ② UDS对沟道的控制作用 当UGS=0时， UDS? ? ID ? G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。 当UDS增加到使UGD=UGS(off) 时，在紧靠漏极处出现预夹断。 此时UDS ? 夹断区延长 ? 沟道电阻? ? ID基本不变 ? 2、结型场效应管（JFET)的工作原理 D P+ P+ N G S UDS ID UGS ③UGS和UDS同时作用时 当UP UGS0 时， 导电沟道更容易夹断， 对于同样的UDS ， ID的值比UGS=0时的值要小。 在预夹断处 UGD=UGS-UDS =UGS(off) 2、结型场效应管（JFET)的工作原理 D P+ P+ N G S UDS ID UGS UDSUGS-UGS(off) , UDS? ? ID ? UDSUGS-UGS(off) , UDS? ? ID 不变 综上分析可知 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。 JFET是电压控制电流器件，iD受uGS控制 预夹断前iD与uDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。 # 为什么JFET的输入电阻比BJT高得多？ JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因 此iG?0，输入电阻很高。 JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制，来改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流的大小。 # JFET有正常放大作用时，沟道处于什么状态？ (2) 转移特性