場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特點(diǎn)73950課件

2.2場(chǎng)效應(yīng)管2.2.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管2.2.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管2.2.3場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)和特點(diǎn)2.2場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管：是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)控制輸出電流的電壓控制型器件。特點(diǎn)：管子內(nèi)部只有一種載流子參與導(dǎo)電，稱(chēng)為單極型晶體三極管。特點(diǎn)：由兩個(gè)PN結(jié)和一個(gè)導(dǎo)電溝道所組成。三個(gè)電極分別為源極S、漏極D和柵極G。漏極和源極具有互換性。2.2.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一、結(jié)構(gòu)和符號(hào)N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)如圖2.2.1所示；P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管如圖2.2.2所示。工作條件：兩個(gè)PN結(jié)加反向電壓。圖2.2.1.N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管圖2.2.2P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1．結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是一個(gè)電壓控制電流的電壓控制型器件。2.所以輸入電阻很大。一般可達(dá)107~108Ω。

結(jié)論：；。在漏源電壓不變條件下，改變柵源電壓，通過(guò)PN結(jié)的變化，控制溝道寬窄，即溝道電阻的大小，從而控制漏極電流。工作原理如下：三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線和跨導(dǎo)1.轉(zhuǎn)移特性曲線反映柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。如圖2.2.5所示，若漏源電壓一定：當(dāng)柵源電壓向負(fù)值方向變化時(shí)，漏極電流逐漸減??；當(dāng)柵源電壓時(shí)，漏極電流，稱(chēng)為飽和漏極電流；當(dāng)柵源電壓時(shí)，漏極電流，稱(chēng)為夾斷電壓。

圖2.2.5結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線

結(jié)論：在Ⅰ區(qū)中，場(chǎng)效應(yīng)管可看作一個(gè)受柵源電壓控制的可變電阻。圖2.2.6結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線2.輸出特性曲線表示在柵源電壓一定條件下，漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。如圖2.2.6所示。（1）可調(diào)電阻區(qū)（圖中Ⅰ區(qū)）不變時(shí)，隨作線性變化，漏源間呈現(xiàn)電阻性；柵源電壓越負(fù)，輸出特性越陡，漏源間的電阻越大。圖2.2.6結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線（3）擊穿區(qū)（圖中Ⅲ區(qū)）3.跨導(dǎo)（gm）當(dāng)增至一定數(shù)值后，劇增，出現(xiàn)電擊穿。如果對(duì)此不加限制，將損壞管子。因此，管子不允許工作在這個(gè)區(qū)域。反映在線性放大區(qū)對(duì)的控制能力。單位是。(2.2.1)2.2.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是一種柵極與源極、漏極之間有絕緣層的場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS管。分類(lèi)：有P溝道和N溝道兩種類(lèi)型；每種類(lèi)型又分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種。一、結(jié)構(gòu)和工作原理1.

N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn)：輸入電阻高，噪聲小。圖2.2.7N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

工作原理如圖2.2.8所示：（1）當(dāng)，在漏、源極間加一正向電壓時(shí)，漏源極之間的電流。（2）當(dāng)，在絕緣層和襯底之間感應(yīng)出一個(gè)反型層，使漏極和源極之間產(chǎn)生導(dǎo)電溝道。在漏、源極間加一正向電壓時(shí)，將產(chǎn)生電流ID

。開(kāi)啟電壓：增強(qiáng)型MOS管開(kāi)始形成反型層的柵源電壓。圖2.2.8N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管工作原理

夾斷電壓：使ID=0時(shí)的柵源電壓。

2.N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖2.2.9所示。特點(diǎn)：管子本身已形成導(dǎo)電溝道。圖2.2.9N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管工作原理：在時(shí)，當(dāng)，導(dǎo)電溝道有電流；當(dāng)，并逐漸增大時(shí)，導(dǎo)致溝道變寬，使增大；當(dāng)，并逐漸增大此負(fù)電壓，導(dǎo)致溝道變窄，使。實(shí)現(xiàn)對(duì)的控制作用。夾斷電壓：使時(shí)的柵源電壓。

圖2.2.9N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線和跨導(dǎo)以N溝道MOS管為例。

1.轉(zhuǎn)移特性曲線N溝道MOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖2.2.10所示。增強(qiáng)型：當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，

。

耗盡型：當(dāng)時(shí)，

；當(dāng)為負(fù)電壓時(shí)減??；當(dāng)時(shí)，。

圖2.2.10N溝道MOS管轉(zhuǎn)移特性曲線三、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的圖形符號(hào)注意N、P溝道的區(qū)別在于圖中箭頭的指向相反。圖2.2.12MOS管的圖形符號(hào)

場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻很高，結(jié)型管一般在107Ω以上；絕緣柵管則更高，一般在109Ω以上。

2.2.3場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)和特點(diǎn)一、主要參數(shù)1.直流參數(shù)

（1）開(kāi)啟電壓VT

在VDS為定值的條件下，增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)始導(dǎo)通（ID達(dá)到某一定值，如10μA）時(shí)，所需加VGS的值。（2）夾斷電壓VP在VDS為定值的條件下，耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管ID減小到近于零時(shí)VGS的值。（3）飽和漏極電流IDSS耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管工作在飽和區(qū)且時(shí)，所對(duì)應(yīng)的漏極電流。（4）直流輸入電阻RGS柵源電壓VGS與對(duì)應(yīng)的柵極電流IG

之比。2.交流參數(shù)（2）極間電容場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)電極之間的等效電容CGS、CGD、CDS，一般為幾個(gè)皮法，結(jié)電容小的管子，高頻性能好。（1）跨導(dǎo)gm一定時(shí)，漏極電流變化量和引起這個(gè)變化的柵源電壓變化量之比。它表示了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力。二、場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)表2.2.1場(chǎng)效應(yīng)管與普通三極管比較表項(xiàng)目器件名稱(chēng)晶體三極管場(chǎng)效應(yīng)管極型特點(diǎn)雙極型單極型控制