第1章 常用半導(dǎo)體器件4

1、模擬電子技術(shù)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院第1章 常用半導(dǎo)體器件(7學(xué)時(shí))l1.4 場(chǎng)效應(yīng)管1.4.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1.4.2 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管1.4.3 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1.4.4 場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較l1.5 單結(jié)晶體管和晶閘管l1.6 集成電路中的元件1.4.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(以N溝道為例)l 單極型管：噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)、低電壓工作場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極(s)、柵極(g)、漏極(d)，對(duì)應(yīng)于晶體管的e、b、c有三個(gè)工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對(duì)應(yīng)于晶體管的截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)導(dǎo)電溝道源極S柵極G漏極D符號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖1.4.1 uGS對(duì)導(dǎo)電溝道的控制作用l uGS可以控制導(dǎo)電溝道

2、的寬度l 為什么g-s必須加負(fù)電壓？溝道最寬溝道變窄溝道消失稱為夾斷UGS(off)uDS = 0V1.4.1 uDS對(duì)漏極電流iD的影響uGSUGS(off)且不變， uDS增大，iD增大預(yù)夾斷uGDUGS(off)uDS的增大，幾乎全部用來(lái)克服溝道的電阻，iD幾乎不變，進(jìn)入恒流區(qū)，iD幾乎僅僅決定于uGS場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件是什么？uGDUGS(off)uGDUGS(off)1.4.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線常量GS)(DSDUufig-s電壓控制d-s的等效電阻常量DSGSDmUuig預(yù)夾斷軌跡，uGDUGS(off)可變電阻區(qū)恒流區(qū)iD幾乎僅決定于uGS擊穿區(qū)夾斷區(qū)(截止區(qū))

3、夾斷電壓IDSSiD不同型號(hào)的管子UGS(off)、IDSS將不同低頻跨導(dǎo)：1.4.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線l 場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，因而uGSUGS(off)且uGDUGS(off)常量DS)(GSDUufi夾斷電壓漏極飽和電流2GS(off)GSDSSD)1 (UuIi在恒流區(qū)時(shí)uDGUGS(off)GS(off)GSDSUuu1.4.2 N溝道增強(qiáng)型MOS管l uGS增大，反型層將變厚變長(zhǎng)l 當(dāng)反型層將兩個(gè)N區(qū)相接時(shí)，形成導(dǎo)電溝道襯底耗盡層空穴反型層大到一定值UGS(th)才開啟uDS=0VSiO2絕緣層高摻雜1.4.2 工作原理l 用場(chǎng)效應(yīng)管組成放大電路時(shí)應(yīng)使之工作在恒流區(qū)l N

4、溝道增強(qiáng)型MOS管工作在恒流區(qū)的條件是什么？iD隨uDS的增大而增大，可變電阻區(qū)uGDUGS(th)，預(yù)夾斷剛出現(xiàn)夾斷uDS的增大幾乎全部用來(lái)克服夾斷區(qū)的電阻iD幾乎僅僅受控于uGS，恒流區(qū)1.4.2 特性曲線轉(zhuǎn)移特性輸出特性s1.4.2 N溝道耗盡型MOS管l 耗盡型MOS管在 uGS0、 uGS 0、 uGS 0時(shí)均可導(dǎo)通，且與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管不同l 由于SiO2絕緣層的存在，在uGS0時(shí)仍保持g-s間電阻非常大的特點(diǎn)加正離子小到一定值UGS(off)才夾斷uGS=0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道1.4.2 MOS管的特性l 增強(qiáng)型MOS管l 耗盡型MOS管開啟電壓夾斷電壓DGS(th)GSDO2GS(th)GSDOD2) 1(iUuIUuIi時(shí)的為式中在恒流區(qū)時(shí)，1.4.2 場(chǎng)效應(yīng)管的分類l 工作在恒流區(qū)時(shí)g-s、d-s間的電壓極性u(píng)GS=0可工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？uGS0才工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？uGS0才工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？)0(P)0(N)00(P)00(N)00(P)00(NDSGSDSGSDSGSDSGSDSGSDSGS極性