[工学]lecture_04场效应晶体管及晶闸管.ppt

2 结型场效应晶体管JFET 5 晶闸管Thyristor别名：可控硅Silicon Controlled Rectifier 广东海洋大学 信息学院 徐国保 1 场效应管的特点及分类 2 结型场效应晶体管JFET 3 绝缘栅型场效应管 4 场效应管的主要参数 5 晶闸管 lecture_04 场效应晶体管及晶闸管 内容提纲 重点难点 场效应管的工作原理 场效应管的特点 晶闸管的工作原理 作业 ：1.14，1.15 cha.1-4 Next: cha.2-1,cha.2-2 1 场效应管的特点及分类 Field effect transistor FET 压控器件：利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流。 单极型器件：仅由一种载流子（多子）导电，不易受温度和辐射的影响。 输入电阻很高，噪声很小。输入电阻可达， ，输入端基本不取电流。 场效应管的特点 场效应管的分类： 场效应管FET 结型（JFET) 绝缘栅型（IGFET)（MOS) N 沟 道 P 沟 道 耗尽型 depletion 增强型 enhancement N 沟 道 N 沟 道 P 沟 道 P 沟 道 均为耗尽型 N沟道 P沟道 一 、结构和符号 gate drain source 二、工作原理（以N沟道为例） N G S D N N P P ID UDS=0V时 PN结反偏，UGS=0导电沟道较宽。 N N D ID N G S VGG P P UGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。 但当UGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。 D VGG ID S P P N UGS达到一定值时（夹断电压UP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS ? 0V，漏极电流ID=0A。 改变UGS的大小，可以有 效地控制沟道电阻的大 小，若加上UDS则ID将会 受到UGS的控制。 N沟道结型场效应管UP为负值。 VDD UGSUp且UDS0、UGDUP时耗尽区的形状 P P G N S D VGG 越靠近漏端，PN结反压越大 ID UDS较小时，ID随UDS的增大几乎成正比地增大。 G VGG 增大VGG,使 UGD=UGS-UDS=UP时 D 漏端的沟道被夹断，称为予夹断。 再增大UDS，夹断长度会略有增加，但夹断处场强很大，仍能将电子拉过夹断区，形成漏极电流。在从源极到夹断处的沟道上，沟道内电场基本上不随UDS改变而变化。ID基本不随UDS增加而上升，漏极电流趋于饱和IDSS。 VDD ID P P S D VGG ID S P P N 继续增大VGG,则两边耗尽层的接触部分逐渐增大。UGS≤UP时，耗尽层全部合拢，导电沟道完全夹断，ID≈0，称为夹断。 结论： JFET栅极、沟道（与源极相连）之间的PN结是反偏的，因此，IG=0，输入电阻很高。 JFET是电压控制器件，ID受UGS控制。由于每个管子的UP为一定值，预夹断点会随UGS改变而改变。 预夹断前，ID与UDS呈近似线性关系；预夹断后，ID趋于饱和。 三、JFET的特性曲线 output characteristics transfer ~ 四、主要参数 Pinch off voltage 五、结型场效应管的缺点： 1. 栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。 2. 在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。 3. 栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。 绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。 3 绝缘栅型场效应管IGFET、MOS 增强型N沟道示意图 耗尽型N沟道示意图 增强型P沟道示意图 耗尽型P沟道示意图 4 场效应管的主要参数 (1) 开启电压UGS(th)(UT): 当UDS为常数时，形成ID所需的最小|UGS|值，称开启电压。  (2) 夹断电压 UGS(off): 在UDS固定时，使ID为某一微小电流(如1μA、10μA)所需的UGS值。 (3) 低频跨导gm: UDS为定值时，漏极电流ID的变化量ΔID与引起这个变化的栅源电压UGS的变化量ΔUGS的比值，即 (4) 漏源击穿电压U（BR）GS: 管子发生击穿，ID急剧上升时的UDS值；UDSU（BR)GS。 (5) 最大耗散功率PDM: PD=I DUDSPDM。不能超过PDM，否则要烧坏管子。  (6) 最大漏极电流IDM：管子工作时，ID不允许超过这个值。