电子电路基础_第三章_唐恬.pptxVIP

电子电路基础;本章概述;场效应管的分类 通过改变电场强度控制半导体导电能力的有源器件 仅有一种载流子参与导电，根据参与导电的载流子不同，有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件 输入阻抗高、抗辐射能力强、热稳定性好、功耗低、集成度高 缺点是跨导比较低;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 一、N沟道增强型MOS管的结构（简称增强型NMOS管）;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 二、增强型NMOS管的基本工作原理 晶体管各级正反偏确定其工作状态，MOS管 类似，MOS管也有不同工作组态 NMOS管多出衬底B，在正常应用时场效应管 的PN结都应是反偏，也即应满足vBS≤0，单个 的增强型NMOS放大电路通常将衬、源极短接， 即令vBS=0，在集成电路中因为MOS管的衬底 是公共的，NMOS的B极应接最低电位 电路计算思路与晶体管类似： 找Q点：VGSQ、IDQ 算参数：gm、rds 画模型：微变信号模型 求指标：Av、Ri、Ro;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 二、增强型NMOS管的基本工作原理 1、栅源电压vGS对MOS管沟道的影响 将源极与衬极连接，再令vDS=0，逐步施加正向电压vGS： （1）vGSVGS(th)时，栅极下形成耗尽层， vGSVGS(th)时，以反型层构成导电沟道 （2）vGS对导电沟道具有控制作用 ;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 二、增强型NMOS管的基本工作原理 2、漏源电压vDS对MOS管沟道的影响 在vGSVGS(th)情况下，在漏、源极之间施加正向电压：;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 三、增强型NMOS管的伏安特性曲线 在晶体管一章，分析了iB和vBE（输入特性）及iC和vCE（输出特性）之间的关系 对MOS管，栅极由氧化层绝缘，栅、源极输入电阻极高，栅极输入电流极小，一 般无需分析输入电压与输入电流的关系，转而分析： 输出特性曲线：iD=f（vDS）| vGS=常数 转移特性曲线：iD=f（vGS）| vDS=常数 1、增强型NMOS管的输出特性曲线 （1）截止区：vGSVth 导电沟道尚未形成，漏、源间iD=0 （本书后续不考虑亚阈区效应） ;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 三、增强型NMOS管的伏安特性曲线 1、增强型NMOS管的输??特性曲线 （2）可变电阻区：vGSVth，vDSvGS-Vth ;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 三、增强型NMOS管的伏安特性曲线 1、增强型NMOS管的输出特性曲线 （3）饱和区：vGSVth，vDSvGS-Vth 对应拐点电流 vDS变化时，导电沟道上电压基本不变， iD也基本不变，输出特性曲线近似为直线 ;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 三、增强型NMOS管的伏安特性曲线 1、增强型NMOS管的输出特性曲线 （3）饱和区：沟道长度调制效应 随着vDS的增大，沟道长度有所减小，沟道电阻也随之减小，iD也会随vDS增大而略有增大，称这种现象为沟道长度调制效应，L越短，该效应越严重 微变等效输出电阻： ;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 三、增强型NMOS管的伏安特性曲线 2、增强型NMOS管的转移特性曲线 转移特性曲线由下式描述，呈二次函数特性：;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 三、增强型NMOS管的伏安特性曲线 2、增强型NMOS管的转移特性曲线 引入微变跨导gm描述输入电压与输出电流之间的关系（衡量vGS对iD的控制作用）： 跨导单位是S（西门子）;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 例题1 某MOS管的kp=40μA/V2，W/L=20, VGS(th)=1V，VA=50V，vGS=3V （1）试问vDS为何值时出现预夹断，并求此时的漏极电流iD （2）求vDS=5V时的漏极电流 解： （1）在预夹断点， vDS= vGS-VGS(th)=3-1=2V （2）此时漏电流为拐点电流+考虑沟道长度调制效应的增量： 其中;3.1 MOS场效应管 3.1.1 增强型MOS场效应管 例题2 N沟道MOS管放大电路如图, 其中RD=1.5K?