《模拟电子技术》第1章33 场效应管fv0403周一12节.ppt

1.4 场效应管 1.4 场效应管 一、结型场效应管 二、绝缘栅型场效应管 三、FET的主要参数 四、使用FET的注意事项 五、FET和BJT的比较 * * 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) 场效应管利用电场效应控制电流大小。 用栅极电位控制电流大小（类似电子管） 只有一种载流子（多数载流子）导电，故称单极性器件 而晶体三极管有两种载流子（多数载流子和少数载流子）导电 优点：（1）体积小、重量轻、耗电少、寿命长； （2）输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单； 分类：（1）结型场效应管（JFET） （2）金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET） (Junction Field Effect Transister) Metal Oxide SemIConductor FET N沟道JFET P沟道JFET 用两块P型半导体控制N型半导体导电沟道的宽窄（控制沟道电阻大小）实现放大功能 P N P N 用两块N型半导体控制P型半导体导电沟道的宽窄（控制沟道电阻大小）实现放大功能 栅源反偏：N沟道JFET工作时，在栅极与源极之间加一负电压（栅负源正）：VGS0，使栅极（P）和沟道（N）之间的PN结反偏，栅极电流为零，场效应管呈现大的输入电阻。 在漏极和源极之间加一正电压（漏正源负）:VDS0，使N沟道中的多数载流子(电子)在电场的作用下由源极向漏极运动，形成漏极电流iD 。 漏极电流iD受与漏源电压VDS影响，被栅源电压VGS控制。 N沟道场效应管 结束 （1）d、s间短路，在g、s间加反向电压时的情况 夹断电压UGS(off) （或VP)：当 增加到某一电压UGS(off)时，两侧耗尽层将在中间合龙，沟道被夹断，d、s之间的电阻趋向无穷大。 （2）d、S间加正向电压的情况： 在漏极附近的耗尽区开始靠拢，这种情况称为预夹断。 当 再增加时，耗尽区沿沟道加长它们的接触部分，这时 略有增加但基本恒定。这时的电流称漏极饱和电流，用 表示。 （3）g、s间加负电压，d、S间加正电压的情况： （1）JFET栅极和沟道间的PN结是反偏的，因此其 ，输入电阻很高； （2）JFET是电压控制电流器件， 受 控制。 （3）预夹断前， 与 呈近似线性关系；预夹断后 趋于饱和。 固定栅源电压VGS，漏极电流ID与漏源电压VDS之间的关系曲线。即 Ⅰ区（可变电阻区） Ⅱ区（饱和区或恒流区） Ⅲ区（击穿区） 夹断区（或截止区） 它是指在一定漏源电压下，栅源电压对漏极电流的控制特性，即 转移特性曲线与输出特性曲线有严格的对应关系。当管子工作在恒流区时，由于 对 的影响很小，所以不同的 所对应的转移特性曲线基本上重合在一起。这时 可近似地表示为 N沟道：增强型、耗尽型 P沟道：增强型、耗尽型 增强型-正偏压工作：当υGS=0时，没有导电沟道，即iD=0。 耗尽型-反偏压工作：当υGS=0时，存在导电沟道，即iD≠0。 如果在制造MOS管时，在SiO2绝缘层中掺人大量正离子，那么即使υGS=0，在正离子作用下P型衬底表层也存在反型层，即漏—源之间存在导电沟道，只要在漏—源间加正向电压，就会产生漏极电流，并且υGS为正时，反型层变宽，沟道电阻变小，iD增大；反之，υGS为负时，反型层变窄，沟道电阻变大，iD减小。而当υGS从零减小到一定值时，反型层消失，漏—源之间导电沟道消失，iD =0。此时的υGS称为夹断电压。 与N沟道结型场效应管相同，N沟道牦尽型MOS管的夹断电压也为负值。但是，前者只能在υGS 0的情况下工作，而后者的υGS可以在正、负值的一定范围内实现对iD的控制，且仍保持栅—源间有非常大的绝缘电阻。 （1）夹断电压UGS(off) ： 为某一固定值（一般为10V），使 等于一个微小的电流（一般为5μA）时，栅源之间之间所加的电压。 （2）开启电压UGS(th) ： 为某一固定值（一般为10V），使 大于零电流（一般为5μA）时，栅源之间之间所加的最小电压。 （3）饱和漏电流IDSS ：对于耗尽型管子，在 的情况下产生预夹断时的漏极电流。它是该管子所能输出的最大电流。通常令υDS=10V，υGS=0V 时测出的漏极电流为饱和漏电流。 （4）最大漏源电压 ：它是指PN结发生击穿、 开始急剧上升时的 值。它与 有关