4.1.4场效应管 - 场效应管-2.ppt

一、N沟道结型场效应管1.结构和符号在一块N型半导体的两侧制作两个高掺杂的P区，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。两个P区连在一起称为栅极G，N型沟道的一端是漏极D，另一端是源极S。N沟道结型场效应管没有绝缘层，漏极、源极不断开。只有耗尽型，没有增强型。4.2.2结型场效应管2.工作原理(1)uGS对iD的控制作用耗尽层较窄，沟道较宽。PN结反偏，耗尽层向中间靠拢，沟道变窄。沟道合拢，发生夹断。uGS=0VuGS0VuGS=UGS(off)(2)uDS对iD的影响漏极处耗尽层变宽，沟道变窄，沟道呈楔形分布漏极处出现夹断区，发生预夹断。夹断区向源极方向延长，uDS的增大几乎全部用于克服夹断区电阻。uGD=uGS-uDSUGS(off)可变电阻区uGD=uGS-uDS=UGS(off)uGD=uGS-uDSUGS(off)预夹断恒流区

3.特性曲线(1)输出特性曲线(2)转移特性曲线在恒流区时，有0uGS/ViD/mA2-4-6-1234=-10VUDS表4.2.1场效应管的符号和特性曲线对比N沟道增强型MOSFETP沟道增强型MOSFETN沟道耗尽型MOSFETP沟道耗尽型MOSFET表4.2.1场效应管的符号和特性曲线对比N沟道JFETP沟道JFET表4.2.1场效应管的符号和特性曲线对比4.2.3场效应管的主要参数和型号1.直流参数①开启电压UGS(th)(或UT)----开启电压是增强型MOS管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值，场效应管不导通。②夹断电压UGS(off)(或UP)----夹断电压是耗尽型场效应管的参数，当UGS=UGS(off)时，漏极电流为零。③饱和漏极电流IDSS----耗尽型场效应管，当UGS=0V时所对应的漏极电流。④输入电阻RGS----场效应管栅源之间的电阻，对于结型场效管，反偏时RGS约大于107Ω，对于绝缘栅型场效应管，RGS约是109～1015Ω。2.交流参数⑤低频跨导gm----低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求取，单位是mS(毫西门子)⑥极间电容----场效应晶体管的三个电极之间存在电容。一般Cgs和Cgd约为1~3pF，Cds约为0.1~1pF。耗尽型场效应管增强型场效应管3.极限参数⑦最大漏极电流IDM----场效应管正常工作时的漏极电流的上限值。⑧击穿电压U(BR)GS----结型场效应管栅源之间所加的反向电压使PN结击穿的电压值，或绝缘栅场效应管的栅极绝缘层击穿的电压值。⑩最大漏极功耗PDM----最大漏极功耗可由PDM=UDSID决定，与双极型晶体管的PCM相当。⑨击穿电压U(BR)DS----场效应管进入恒流区，uds的增加使iD骤然增加的漏源电压值。4.场效应管的型号第一种命名方法是与双极型晶体管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅N沟道；C是N型硅P沟道。例如3DJ6D是结型N沟道场效应晶体管，3DO6C是绝缘栅型N沟道场效应晶体管。第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。场效应晶体管的型号,现行有两种命名方法。表4.2.2双极型晶体管和场效应管性能对比晶体管类型项目双极型晶体管(BJT)场效应管(FET)结构NPN型PNP型结型：N沟道,P沟道绝缘栅增强型：N沟道,P沟道绝缘栅耗尽型：N沟道,P沟道电极使用C、E电极不能互换使用D、S可以互换使用载流子多子、少子多子输入量电流电压控制电流控制电流源CCCS(β)电压控制电流源VCCS(gm)噪声系数较大较小热稳定性差较好输入电阻低（几十欧姆到几千欧姆）高（几兆欧姆以上），iG≈0静电影响不易受静电影响易受静电影响集成工艺不易大规模集成适宜大规模和超大规模集成大电流特性好次之耗电多省电源电压范围窄宽校长办公室