各种场效应管的原理和特性曲线讲解.ppt

关于各种场效应管的原理和特性曲线讲解 第1页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 第三章 场效应管 3.0 概 述 场效应管是一种利用电场效应来控制电流的半导体器件,也是一种具有正向受控作用的半导体器件。它体积小、工艺简单，器件特性便于控制，是目前制造大规模集成电路的主要有源器件。 场效应管与三极管主要区别： 场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻。 场效应管是单极型器件（三极管是双极型器件）。 场效应管受温度的影响小（只有多子漂移运动形成电流） 第2页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 一、场效应管的种类 第三章 场效应管 按结构不同分为 绝缘栅型场效应管MOSFET 结型场效应管JFET P沟道 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 N沟道 MOSFET （按工作方式不同） 耗尽型（DMOS） 增强型（EMOS） 沟道：指载流子流通的渠道、路径。N沟道是指以N型材料构成的区域作为载流子流通的路径；P沟道指以P型材料构成的区域作为载流子流通的路径。 第3页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 第三章 场效应管 二、场效应管的结构示意图及其电路符号 JFET结构示意图及电路符号 S G D S G D P + P + N G S D N沟道JFET P沟道JFET N + N + P G S D 返回 第4页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 耗尽型场管的结构示意图及其电路符号 第三章 场效应管 S G U D ID S G U D ID P P + N + S G D U N + N沟道DMOS N N + P + S G D U P + P沟道DMOS DMOS管结构 VGS=0时，导电沟道已存在 返回 第5页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 第三章 场效应管 增强型场管的结构示意图及其电路符号 P P + N + N + S G D U N N + P + S G D U P + S G U D S G U D 返回 第6页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 场效应管的电路符号 第三章 场效应管 S G D S G D S G U D ID S G U D ID U S G D ID S G U D ID NEMOS NDMOS PDMOS PEMOS MOS场效应管MOSFET 结型场效应管JFET 返回 总结 第7页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 总结： 第三章 场效应管 场效应管的电路符号可知：无论是JFET或是MOSFET，它都有三个电极：栅极G、源极S、漏极D。它们与三极管的三个电极一一对应（其实它们之间的对应关系除了电极有对应关系外，由它们构成的电路的特性也有对应关系，这些我们在第四再给大家讲） ： G---B S---E D----C N沟道管子箭头是指向沟道的，而P沟道管子的箭头是背离沟道的。 返回 第8页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 3.1 场效应管的工作原理 第三章 场效应管 JFET与MOSFET工作原理相似，它们都是利用电场效应来控制电流，即都是利用改变栅源电压vGS，来改变导电沟道的宽度和高度，从而改变沟道电阻，最终达到对漏极电流iD 的控制作用。不同之处仅在于导电沟道形成的原理不同。(下面我们以N沟道JFET、N沟道增强型为例进行分析） 返回 第9页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 第三章 场效应管 3.1.1 JFET管工作原理 N沟道JFET管外部工作条件 VDS 0 (保证栅漏PN结反偏) VGS 0 (保证栅源PN结反偏) P + P + N G S D + VGS VDS + - PN结反偏才能有效控制导电沟道的宽度和高度，从而才能有效控制电流。 VGS对沟道宽度的影响 VDS对沟道宽度的影响 返回 第10页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 第三章 场效应管 VGS对沟道宽度的影响 |VGS | ? 阻挡层宽度? 若|VGS | 继续? 沟道全夹断 使VGS =VGS (off)夹断电压 若VDS=0 N G S D + VGS P + P + N型沟道宽度? 沟道电阻Ron? 返回 第11页，共36页，2022年，5月20日，3点34分，星期四 第三章 场效应管 VDS对沟道的控制（假设VGS 一定） VDS很小时 → VGD ?VGS 由图 VGD = VGS - VDS 因此 VDS?→ID线