場效應(yīng)管分類與特點

1、場效應(yīng)管分類與特點主講人：王宇浩什么是場效應(yīng)管？場效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應(yīng)管。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高（1071015）、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點。目錄1.場效應(yīng)管的作用2.場效應(yīng)管的分類3.場效應(yīng)管的工作原理3.1 PN結(jié)3.2 結(jié)型場效應(yīng)管3.3 絕緣柵場效應(yīng)管場效應(yīng)管的作用1.場效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。2.場效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。3.場效應(yīng)管可以用作可變電阻。4.場效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。5.場效應(yīng)管

2、可以用作電子開關(guān)。場效應(yīng)管的分類按溝道材料 分N溝道和P溝道兩種。按導(dǎo)電方式：耗盡型與增強(qiáng)型，結(jié)型場效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。結(jié)型場效應(yīng)管絕緣柵型場效應(yīng)管P溝道結(jié)型場效應(yīng)管 N溝道結(jié)型場效應(yīng)管 N溝道耗盡型P溝道耗盡型N溝道增強(qiáng)型P溝道增強(qiáng)型PN結(jié)摻入少量雜質(zhì)硼元素（或銦元素）的硅晶體（或鍺晶體）摻入少量雜質(zhì)磷元素（或銻元素）的硅晶體（或鍺晶體）結(jié)型場效應(yīng)管基本結(jié)構(gòu)及符號 如圖（a）所示, 在一塊N型硅半導(dǎo)體兩側(cè)制作兩個P型區(qū)域, 形成兩個PN結(jié), 把兩個P型區(qū)相連后引出一個電極, 稱為柵極, 用字母G(或g)表示。dsgd 漏極g 柵極PPN耗盡層s 源極

3、dsg(a)(b)(c) （a）結(jié)構(gòu); (b) N溝道結(jié)型場效應(yīng)管符號; (c) P溝道結(jié)型場效應(yīng)管符號; 工作原理在柵極和源極之間加上反向電壓UGS，使PN結(jié)反向偏置，則可以通過改變UGS的大小來改變耗盡層的寬度。當(dāng)反向電壓的值UGS變大時，耗盡層將變寬，于是導(dǎo)電溝道的寬度相應(yīng)地減小，使溝道本身的電阻值增大，于是，漏極電流ID將減少。所以，通過改變UGS的大小，即可控制漏極電流ID的值。 VGS=0，VDS=0, ID=00VGS0 但 VGS-VDS 0g吸引電子反型層導(dǎo)電溝道VGS反型層變厚 VDS ID特性曲線 N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖 a所示。 在uGSUGS（t

4、h）時, iD與uGS的關(guān)系可用下式表示: 其中ID0是uGS=2UGS（th）時的iD值。 N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管的輸出特性曲線如圖所示2)() 1(UuIithGSGSDOD4321iD / mA02468uGS / VuDS 10 VUGS(th) 3 V012345iD / mA6 V5 V4 V3 V24681012141618uDS / V(a)(b) （a） 轉(zhuǎn)移特性（b） 輸出特性耗盡型絕緣柵場效應(yīng)耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管管 圖為N溝道耗盡型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)圖。 其結(jié)構(gòu)與增強(qiáng)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)相似, 不同的是這種管子在制造時, 就在二氧化硅絕緣層中摻入了大量的正離子。sgdNNP型硅襯底襯底引線gdsgds(a)(b)(c) 耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖(a) N溝道結(jié)構(gòu)圖; （b） N溝道符號; （c） P溝道符號;特性曲線 在uGS UGS（off）時, iD與uGS的關(guān)系可用下式表示: 2)()1 (UuIioffGSGSDSSD5 4 3 2 1024681012uDS= 常數(shù)uGS / ViD / mAUGS(off)IDSS02468101214162 V1 V3 VuGS=