模电第四版ppt(康华光)第四章4.pptVIP

考试安排：（模拟电子） 2007年1月5日 下午：2：00---4：00 序号 1—80 2---- 302 序号 81—160 2---- 303 §4.1 MOS场效应管 * * 答疑时间：2007年1月4日 上午：9：00----11：00 地点：2--201 重点难点 重点：共源（CS）、共栅（CG）、共漏（CD）三 种组态放大器的分析方法及性能比较。 难点：结型和绝缘栅型场效应管的结构和工作原理 4.1 结型场效应管 4.4 场效应管放大电路 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 （耗尽型） FET 场效应管 JFET 结型 MOSFET 绝缘栅型 (IGFET) 分类： 耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道 4.1 结型场效应管 ? 结构 ? 工作原理 ? 输出特性 ? 转移特性 ? 主要参数 4.1.1 JFET的结构和工作原理 4.1.2 JFET的特性曲线及参数 源极，用S或s表示 N型导电沟道 漏极，用D或d表示 P型区 P型区 栅极，用G或g表示 栅极，用G或g表示 符号 符号 4.1.1 JFET的结构和工作原理 4.1 结型场效应管 1. 结构 # 符号中的箭头方向表示什么？ 4.1.1 JFET的结构和工作原理 1. 结构 2. 工作原理 4.1 结型场效应管 ① VGS对沟道的控制作用 当VGS＜0时 （以N沟道JFET为例） 当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP （ 或VGS(off) ）。 对于N沟道的JFET，VP 0。 PN结反偏 耗尽层加厚 沟道变窄。 ? ? VGS继续减小，沟道继续变窄 ② VDS对沟道的控制作用 当VGS=0时， VDS? ? ID ? G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。 当VDS增加到使VGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。 此时VDS ? 夹断区延长 ? 沟道电阻? ? ID基本不变 ? ③ VGS和VDS同时作用时 当VP VGS0 时， 导电沟道更容易夹断， 对于同样的VDS ， ID的值比VGS=0时的值要小。 在预夹断处 VGD=VGS-VDS =VP 综上分析可知 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。 JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制 预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后， iD趋于饱和。 4.1 结型场效应管 # 为什么JFET的输入电阻比BJT高得多？ JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因 此iG?0，输入电阻很高。 4.1 结型场效应管 # JFET有正常放大作用时，沟道处于什么状态？ 4.1.2 JFET的特性曲线及参数 2. 转移特性 VP 1. 输出特性 ① 夹断电压VP (或VGS(off))： ② 饱和漏极电流IDSS： ③ 低频跨导gm： 或 4.1 结型场效应管 3. 主要参数 漏极电流约为零时的VGS值 。 VGS=0时对应的漏极电流。 低频跨导反映了vGS对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。 ④ 输出电阻rd： 4.1 结型场效应管 3. 主要参数 ⑤ 直流输入电阻RGS： 对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω。 增强型MOS场效应管 耗尽型MOS场效应管 MOS场效应管分类 MOS场效应管 N沟道增强型的MOS管 P沟道增强型的MOS管 N沟道耗尽型的MOS管 P沟道耗尽型的MOS管 ? N沟道增强型MOS场效应管结构 增强型MOS场效应管 漏极D→集电极C 源极S→发射极E 栅极G→基极B 衬底B 电极—金属 绝缘层—氧化物 基体—半导体 因此称之为MOS管 当UGS较小时，虽然在P型衬底表面形成一层耗尽层，但负离子不能导电。 当UGS=UT时, 在P型衬底表面形成一层电子层，形成N型导电沟道，在UDS的作用下形成ID。 ? N沟道增强型MOS场效应管工作原理 增强型MOS管 UDS ID + + - - + + - - + + + + - - - - UGS 反型层 当UGS=0V时，漏源之间相当两