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2)飽和區VGS>VGS(off)VDS>VGS–VGS(off)(VGD<VGS(off))GDSVGSVDSIDVGS++--ID(VGS)ID
3)截止區VGS<VGS(off)ID=04)擊穿區VDS≥V(BR)DSID↑↑V(BR)DS:漏極擊穿電壓4小信號電路模型GDSvgsvds++--gmvgsidrds分析方法採用計算法例1:已知某ENMOS器件的參數VGST=2V,W=100μm,l=10μm,μnCox=20μA/V2,源極電位VS=0V,柵極電位VG=3.0V,試確定VD=0.5V,VD=5V時,器件分別工作在什麼狀態,並且計算ID值(λ=0)。解:VGS=VG–VS=3V>VGST當VD=0.5V時VGD=VG–VD=2.5V>VGST器件工作在非飽和區(電阻區)當VD=5V時VGD=VG–VD=2VVGST器件工作在飽和區場效應管*1場效應管:具有正向受控作用的半導體器件。是單極型電晶體。*2場效應管類型:結型(JFET):P溝道,N溝道金屬-氧化物-半導體型(MOSFET):增強型(EMOS):P溝道,N溝道耗盡型(DMOS):P溝道,N溝道MOS場效應管1EMOS場效應管(N溝道)1)結構符號WDGSUUSGDP+N+N+Pll2工作原理在VGS作用下,D-S間形成導電溝道;在VDS作用下,S區電子沿導電溝道進到D區。1)VGS=0VDS>0由於U-D極PN結是反向偏置的,中間P型襯底基本沒有電子,所以D極和S極彼此之間有效地絕緣開了。此時NMOS管處於截止狀態,ID=0。USGDP+N+N+PVGSVDSID=02)VGS>0VDS=0向下的電場將排斥氧化層下麵P型襯底薄層(表面層)中的空穴,使受主負離子露出開始形成耗盡層。可動載流子很少,ID≈0USGDP+N+N+PVGSVDSE3)VGS↑=VGSTVDS=0VGS↑→表面層感應負電荷↑→耗盡層↑→耗盡層上面的表面層內感應自由電子濃度n↑空穴濃度p↓→形成反型層→產生導電溝道。*1反型條件:*2反型層*3開啟電壓VGSTUSGDP+N+N+PVGSVDS4)VGS>VGSTVDS>0在VDS作用下,ID>05)VGS>VGSTVDS↑>VGS–VGST*1VGS>VGST時VDS↑→靠近漏極的耗盡層↑*2當VDS↑>VGS–VGST時,耗盡層將夾斷靠近漏端的導電溝道。——夾斷*3夾斷電壓:VDS=VGS–VGST*4夾斷時,漏極到源極之間仍然導電USGDP+N+N+PVGSVDS*5當VGS>VGST如果VDS<VGS–VGST,那麼VDS↑→ID↑如果VDS>VGS–VGST,那麼多餘的電壓降落在耗盡層上,ID飽和。飽和區電阻區IDVDSVDS=VGS–VGSTIDVGSVGSTVGS3伏安特性IG=01)電阻區(線性區,非飽和區)條件:VGS>VGSTVDS<VGS-VGST(VGD>VGST)飽和區電阻區IDVDSVDS=VGS–VGSTDGSU2)飽和區(放大區)條件:VGSVGSTVDS>VGS-VGST(VGD<VGST)*1忽略溝道長度調製效應,令VDS=VGS-
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