金属－氧化物－半导体场效应管增强型-Read.PPT

* 4.3 金属－氧化物－半导体场效应管 增强型(Enhancement) 耗尽型(Depletion) N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 MOSFET 绝缘栅型 (IGFET) 4.3 金属－氧化物－半导体场效应管 ? 输出特性 ? 转移特性 ? 主要参数 4.3.1 N沟导增强型MOSFET(EMOS) 4.3.3 各种FET的特性及使用注意事项 4.3.2 N沟导耗尽型MOSFET(DMOS) B 4.3.1 4.3.1 EMOS的结构和工作原理 源极 漏极 栅极 衬底 1. 结构 （以N沟道EMOS为例） P型区 P型区 符号 符号 4.3.1 JFET的结构和工作原理 4.1 结型场效应管 1. 结构 # 符号中的箭头方向表示什么？ 在通常情况下，源极一般都与衬底极相连，即VBS＝0。正常工作时，作为源区和漏区的两个N+区与衬底之间的PN结必须外加反偏电压。为此，漏极对源极的电压VDS必须为正值。 增强型Md0S场效应管是这样工作的：在栅极电压作用下，漏区和源区之间形成导电沟道。这样，在漏极电压作用下，源区电子沿导电沟道行进到漏区，产生自漏极流向源极的电流。改变栅极电压，控制导电沟道的导电能力，使漏极电流发生变化。 2. 工作原理 4.1 结型场效应管 ① VGS对沟道的控制作用 当VGS＜0时 当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP （ 或VGS(off) ）。 对于N沟道的JFET，VP 0。 PN结反偏 耗尽层加厚 沟道变窄。 ? ? VGS继续减小，沟道继续变窄 ② VDS对沟道的控制作用 当VGS=0时， VDS? ? 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VDS增加到使VGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。 此时VDS ? 夹断区延长 ? 沟道电阻? ? ID基本不变 ? ③ VGS和VDS同时作用时 当VP VGS0 时， 导电沟道更容易夹断， 对于同样的VDS ， ID的值比VGS=0时的值要小。 在预夹断处 VGD=VGS-VDS =VP 2. 工作原理 4.1 结型场效应管 (a) VGS= VDS ＝0 ⑴ 沟道形成原理 (b) VGS0, VDS ＝0 当VGS为零或较小的正值时，源区和漏区之间均被空间电荷区隔断。 2. 工作原理 4.1 结型场效应管 (c) VGS VGS(th),VDS ＝0 ⑴ 沟道形成原理 (d) VGS VGS(th), VDS 0 形成自漏区到源区的漏极电流 N型导电沟道 2. 工作原理 4.1 结型场效应管 (e) VGS VGS(th), VDS = VGS -VGS(th) VGD=VGS-VDS (d) VGS VGS(th), VDS 0 此时VDS ? VGD↓ ? 漏端沟道变窄 ? ID基本不变 VDS? ? ID ? 近漏极端的反型层消失 预夹断 ② VDS对沟道的控制作用 综上分析可知 4.1 结型场效应管 VGA=VGS(th) VSA = VGS -VGS(th) VDA = VDS –(VGS -VGS(th)) 2. 工作原理 4.1 结型场效应管 ③ 沟道长度调制效应 4.1 结型场效应管 N沟道EMOS的特性曲线及参数 2. 转移特性 1. 输出特性 4.1 结型场效应管 N沟道EMOS的特性曲线及参数 1. 输出特性 ⑴非饱和区，又称变阻区 VGS VGS(th), VDS VGS -VGS(th) ② 饱和区 ① 夹断电压VP (或VGS(off))： ② 饱和漏极电流IDSS： ③ 低频跨导gm： 或 4.1 结型场效应管 3. 主要参数 漏极电流约为零时的VGS值 。 VGS=0时对应的漏极电流。 低频跨导反映了vGS对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。 ④ 输出电阻rd： 4.1 结型场效应管 3. 主要参数 ⑤ 直流输入电阻RGS： 对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω。 ⑧ 最大漏极功耗PDM ⑥ 最大漏源电压V(BR)DS ⑦ 最大栅源电压V(BR)GS {end} 4.1.1 EMOS的结构和工作原理 P沟道EMOS 4.3.2 DMOS的结构和工作原理 1. 结构 耗尽型MOS管在结构上与增强型类似，差别仅在