模擬電子技術(shù) 課件 11 場效應(yīng)管基礎(chǔ)知識

模擬電子技術(shù)梁長垠教授項目二基本放大電路的制作與測試梁長垠教授場效應(yīng)管分類01場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)02場效應(yīng)管特性03場效應(yīng)管參數(shù)04一、場效應(yīng)管分類場效應(yīng)管是一種單極型晶體管，它是利用輸入回路的電場效應(yīng)控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件，屬于電壓控制型器件。最大特點(diǎn)是輸入阻抗高（107~1012Ω）場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管絕緣柵型場效應(yīng)管N溝道結(jié)型場效應(yīng)管P溝道結(jié)型場效應(yīng)管N溝道管P溝道管增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型（MOS管）凡柵-源極電壓為零時漏極電流也為零的管子均為增強(qiáng)型；凡柵-源極電壓為零時漏極電流不為零的管子均為耗盡型。場效應(yīng)管分類01場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)02場效應(yīng)管特性03場效應(yīng)管參數(shù)04二、場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)1.結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)N溝道結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)與電路符號P溝道結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)與電路符號結(jié)型場效應(yīng)管有三個引腳，分別為柵極、源極和漏極二、場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)2.MOS型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)絕緣柵型場效應(yīng)管有四個引腳，分別為柵極、漏極、源極和襯底，一般情況下，襯底與源極相連。以低摻雜的P型硅片為襯底，利用擴(kuò)散工藝制作兩個高摻雜的N+區(qū)，并引出兩個電極，分別為源極S和漏極D，半導(dǎo)體之上制作一層Sio2絕緣層，再在Sio2上制作一層金屬鋁，引出電極稱為柵極G。通常將襯底與源極連在一起使用。N溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)及增強(qiáng)型MOS管電路符號場效應(yīng)管分類01場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)02場效應(yīng)管特性03場效應(yīng)管參數(shù)04三、場效應(yīng)管特性1.結(jié)型場效應(yīng)管特性（1）N溝道結(jié)型場管轉(zhuǎn)移特性曲線可變電阻區(qū)：當(dāng)uGS>uP而且uDS很小時導(dǎo)電溝道暢通，D、S之間相當(dāng)于一個電阻，iD隨uDS增大而線性增大截止區(qū)（夾斷區(qū)）：當(dāng)uGS≤UP時，JFET導(dǎo)電溝道被耗盡層夾斷，iD=0放大區(qū)：iD大小受uGS的控制，表現(xiàn)出JFET電壓控制電流的放大作用轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線漏極電流iD與柵源電壓uGS關(guān)系為（2）N溝道結(jié)型場管輸出特性曲線漏極電流iD和漏源電壓uDS的關(guān)系UP稱為夾斷電壓三、場效應(yīng)管特性2.MOS型場效應(yīng)管特性（1）N溝道增強(qiáng)型MOS型轉(zhuǎn)移特性可變電阻區(qū)：當(dāng)uGS>uT而且uDS很小時導(dǎo)電溝道暢通，D、S之間相當(dāng)于一個電阻，iD隨uDS增大而線性增大截止區(qū)（夾斷區(qū)）：當(dāng)uGS≤UT時，場管導(dǎo)電溝道被耗盡層夾斷，iD=0恒流區(qū)：iD大小受uGS的控制，表現(xiàn)出場管電壓控制電流的放大作用轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線漏極電流iD與柵源電壓uGS關(guān)系為（2）N溝道增強(qiáng)型MOS管輸出特性曲線漏極電流iD和漏源電壓uDS的關(guān)系UT稱為開啟電壓，ID0是uGS=2UT時的iD。

三、場效應(yīng)管特性3.不同場效應(yīng)管特性的比較三、場效應(yīng)管特性4.場效應(yīng)管使用注意事項（1）JFET的漏極D和源極S可以互換，也可以用萬用表R×100?擋檢測其引腳極性，但MOSFET有的產(chǎn)品在出廠前已將源極與襯底相連接，不能將D、S調(diào)換使用。（2）MOSFET的柵極與源極之間的輸入電阻高達(dá)109?以上，不能用萬用表檢測其引腳（可以用專門的場效應(yīng)管檢測儀器檢測），要防止柵極懸空，甚至在保存時也應(yīng)將柵極與源極處以短路狀態(tài)，以免外電場擊穿絕緣層而使其損壞。場效應(yīng)管分類01場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)02場效應(yīng)管特性03場效應(yīng)管參數(shù)04四、場效應(yīng)管參數(shù)1.開啟電壓指在uDS為一常量時，使iD大于零所需要的最小│uGS│值2.夾斷電壓在給定測試電壓UDS的情況下，當(dāng)漏極電流iD趨向于0時，所測得的柵源反偏電壓UGS3.飽和漏電流IDSS在UGS=0的條件下，外加漏源電壓UDS使JFET工作于放大區(qū)時的漏極電流4.擊穿電壓U(BR)DS表示漏源之間發(fā)生擊穿，漏極電流從恒流值開始急劇上升時的UDS值四、場效應(yīng)管參數(shù)5.直流輸入電阻指漏一源短路，柵一源加電壓時柵一源極之間的直流電阻6.輸出電阻輸出電阻是指場效應(yīng)管在飽和區(qū)時漏極電流與漏極-源極電壓之間的關(guān)系。輸出電阻越小，場效應(yīng)管的輸出能力越強(qiáng)。7.跨導(dǎo)Gm在uDS為規(guī)定值的條件下，