模拟电子技术基础--第1章--常用半导体器件--1.4--场效应管.ppt

* * * 二、 增强型MOS场效应管 一 N沟道增强型MOS场效应管结构 二 N沟道增强型MOS的工作原理 三 N沟道增强型MOS场效应管特性曲线 * 一、N沟道增强型MOS场效应管结构 漏极D→集电极C 源极S→发射极E 绝缘栅极G→基极B 衬底B 电极—金属 绝缘层—氧化物 基体—半导体 因此称之为MOS管 * P沟道增强型MOS场效应管结构 * 二、 N沟道增强型MOS的工作原理 * 按照如下的思路来讲解： （1）电压源VGS和电压源VDS都不起作用，电压值均为0； （2）只有电压源VGS起作用，电压源VDS的电压值为0； （3）只有电压源VDS起作用，电压源VGS的电压值为0； （4）电压源VGS和电压源VDS同时起作用。 在给出各种情况下的MOS场效应管的工作状态时，同时画出对应的输出特性曲线。 * （1）电压源VGS和电压源VDS都不起作用，电压值均为0； 当VGS=0V ，VDS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的PN结 * （2）只有电压源VGS起作用，电压源VDS的电压值为0； （2.1） 当VDS=0V，VGS较小时，虽然在P型衬底表面形成一层耗尽层，但负离子不能导电。 （2.2） 当VDS=0V，当VGS=VT时，在P型衬底表面形成一层电子层，形成N型导电沟道 * （2.3） 当VDS=0V，VGSVT时, 沟道加厚 开始时无导电沟道，当在VGS?VT时才形成沟道,这种类型的管子称为增强型MOS管 * （3）只有电压源VDS起作用，电压源VGS的电压值为大于开启电压的某值 （3.1）电压源VDS的值较小 导电沟道在靠近源极的一边较宽，导电沟道在靠近漏极的一边较窄，呈现楔型，此时导电沟道的电阻近似认为与平行等宽时的一样。对应特性曲线的可变电阻区 电压源VDS的作用使导电沟道有电流流通，电流的流通使导电沟道从漏极到源极有电位降 * （3）只有电压源VDS起作用，电压源VGS的电压值为0 （3.2）电压源VDS的值增加使 VGD=VGS－VDS =VT 导电沟道在靠近漏极的一点刚开始出现夹断，称为预夹断。此时的漏极电流ID 基本饱和。 vDS(V) iD(mA) * （3.3）电压源VDS的值增加使 VGD=VGS－VDS ＜VT 导电沟道夹断的区域向源极方向延伸，对应特性曲线的饱和区， VDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上， ID基本趋于不变。 vDS(V) iD(mA) * 三、N沟道增强型MOS场效应管特性曲线 增强型MOS管 iD=f(vGS)?vDS=C 转移特性曲线 iD=f(vDS)?vGS=C 输出特性曲线 vDS(V) iD(mA) 当vGS变化时，RON将随之变化，因此称之为可变电阻区 恒流区(饱和区)：vGS一定时，iD基本不随vDS变化而变化。 vGS/V * 三、 耗尽型MOS场效应管 一 N沟道耗尽型MOS场效应管结构 二 N沟道耗尽型MOS的工作原理 三 N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线 * 一、N沟道耗尽型MOS场效应管结构 * P沟道耗尽型MOS场效应管结构 * 二、N沟道耗尽型MOS场效应管工作原理 当VGS=0时，VDS加正向电压，产生漏极电流iD,此时的漏极电流称为漏极饱和电流，用IDSS表示。 当VGS＞0时,将使iD进一步增加。 当VGS＜0时，随着VGS的减小漏极电流逐渐减小，直至iD=0，对应iD=0的VGS称为夹断电压，用符号VP表示。 VGS(V) iD(mA) VP N沟道耗尽型MOS管可工作在VGS?0或VGS0 N沟道增强型MOS管只能工作在VGS0 * 三、N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线 输出特性曲线 VGS(V) iD(mA) VP 转移特性曲线 * 场效应管的主要参数 2. 夹断电压VP：是耗尽型FET的参数，当VGS=VP 时,漏极电流为零。 3. 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管当VGS=0时所对应的漏极电流。 1. 开启电压VT：MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。 4. 直流输入电阻RGS:栅源间所加的恒定电压VGS与流过栅极电流IGS之比。结型:大于107Ω，绝缘栅:109～1015Ω。 5. 漏源击穿电压V(BR)DS: 使ID开始剧增时的VDS。 6.栅源击穿电压V(BR) GS JFET：反向饱和电流剧增时的栅源电压 MOS：使SiO2绝缘层击穿的电压 * 7. 低频跨导gm ：反映了栅源压对漏极电流的控制作用。 8. 输出电阻rds 9. 极间电容 Cgs—栅极与源极间电容 Cgd —栅极与漏极间电容Csd —源极与漏极间电容 常用公文参考模版 常用