第七章节半导体器件课件(3603KB).pptVIP

* 备注 * * 1. 当UDS = 0 时，UGS 对导电沟道的控制作用。 ID = 0 G D S N型沟道 P+ P+ (a) UGS = 0 UGS = 0 时，耗尽层比较窄，导电沟比较宽 * ID = 0 G D S P+ P+ N型沟道 (b) UGS(off) UGS 0 VGG ID = 0 G D S P+ P+ (c) UGS ＜UGS(off) VGG UGS 由零逐渐减小，耗尽层逐渐加宽，导电沟相应变窄。 当 UGS = UGS（Off)，耗尽层合拢，导电沟被夹断. UGS(off)为夹断电压,为负值。 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？ 2. 当UGS 为UGS（Off)~0中一固定值时, UDS 对漏极电流ID的影响。 UGS = 0，UGD UGS（Off) ， ID 较大。 G D S P+ N IS ID P+ P+ VDD VGG UGS 0，UGD UGS（Off) ， ID 更小。 G D S N IS ID P+ P+ VDD 　　注意：当 UDS 0 时，耗尽层呈现楔形。 (a) (b) UGD ＝ UGS －UDS * G D S P+ N IS ID P+ P+ VDD VGG UGS 0, UGD = UGS(off), 沟道变窄预夹断 UGS 0 , UGD uGS(off), 栅漏夹断，ID几乎不变 (c) (d) * 场效应管工作在恒流区的条件是什么？ G D S P+ N iS iD P+ P+ VDD VGG 3.当UGD UGS(off)时 , UGS 对漏极电流iD的控制作用 场效应管用低频跨导gm的大小描述栅源电压对漏极电流的控制作用。 场效应管为电压控制元件(VCCS)。 在UGD ＝ UGS－UDS UGS(off), 当UDS为一常量时，对应于确定的UGS ，就有确定的ID。 gm=?ID/?UGS (单位mS) * 小结 (1)在UGD ＝ UGS －UDS UGS(off)情况下, 即当UDS UGS -UGS(off) 对应于不同的UGS ，d-s间等效成不同阻值的电阻。 (2)当UDS使UGD ＝ UGS(off)时，d-s之间预夹断 (3)当UDS使UGD UGS(off)时， ID几乎仅仅决定于UGS ， 　而与UDS 无关。此时，可以把ID近似看成UGS控制的电流源。 * 1. 转移特性(N 沟道结型场效应管为例) O uGS iD IDSS UGS(off) 　转移特性 uGS = 0 ，iD 最大；uGS 愈负，iD 愈小；uGS = UGS(off) ，iD ? 0。 两个重要参数 饱和漏极电流 IDSS(UGS = 0 时的 ID) 夹断电压 UGS(off) (ID = 0 时的 UGS) UDS iD VDD VGG D S G V ? + V ? + uGS 　特性曲线测试电路 + ? mA * 二、结型场效应管的特性曲线 为什么必须用转移特性描述uGS对iD的控制作用？ 转移特性 O uGS/V ID/mA IDSS UP 转移特性 2. 输出特性曲线 　 当栅源 之间的电压 UGS 不变时，漏极电流 iD 与漏源之间电压 uDS 的关系，即 结型场效应管转移特性曲线的近似公式： ≤ ≤ * IDSS/V iD/mA uDS /V O UGS = 0V -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 预夹断轨迹 恒流区 可变电阻区 漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和夹断区。 漏极特性 输出特性（漏极特性）曲线 夹断区 UDS iD VDD VGG D S G V ? + V ? + uGS 特性曲线测试电路 + ? mA 击穿区 * ＊　结型P 沟道的特性曲线 S G D 转移特性曲线 iD UGS（Off） IDSS O uGS 输出特性曲线 iD UGS= 0V + uDS + + o 栅源加正偏电压，(PN结反偏)漏源加反偏电压。 * 由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称 MOS 场效应管。 特点：输入电阻可达 1010 ? 以上。 类型 N 沟道 P 沟道 增强型 耗尽型 增强型 耗尽型 UGS = 0 时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管； UGS = 0 时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。 * 7.6.2 绝缘栅场效应管（MOS管） P型衬底 两个N区 SiO2绝缘层 导电沟道 金属铝 G S D * 一、N沟道增强型MOS管 P N N G S D 1. 结构和电路符号 2. 工作原理 绝