西安航空学院模拟电子技术课件 绪论.pptVIP

(2) UDS = 0，0 UGS UGS(th) P 型衬底 N+ N+ B G S D 栅极金属层将聚集正电荷，它们排斥P型衬底靠近 SiO2 一侧的空穴，形成由负离子组成的耗尽层。增大 UGS 耗尽层变宽。 VGG - - - - - - - - - (3) UDS = 0，UGS ≥ UGS(th) 　　由于吸引了足够多P型衬底的电子， 会在耗尽层和 SiO2 之间形成可移动的表面电荷层 —— - - - N 型沟道 反型层、N 型导电沟道。 　　　　　　　　　　　　　UGS 升高，N 沟道变宽。因为 UDS = 0 ，所以 ID = 0。 UGS(th) 或UT为开始形成反型层所需的 UGS，称开启电压。 (4) UDS 对导电沟道的影响 (UGS UT) 　　导电沟道呈现一个楔形。漏极形成电流 ID 。 b. UDS= UGS – UT， UGD = UT 　　靠近漏极沟道达到临界开启程度，出现预夹断。 c. UDS UGS – UT， UGD UT 　　由于夹断区的沟道电阻很大，UDS 逐渐增大时，导电沟道两端电压基本不变， iD因而基本不变。 a. UDS UGS – UT ，即 UGD = UGS – UDS UT P 型衬底 N+ N+ B G S D VGG VDD P 型衬底 N+ N+ B G S D VGG VDD P 型衬底 N+ N+ B G S D VGG VDD 夹断区 D P型衬底 N+ N+ B G S VGG VDD P型衬底 N+ N+ B G S D VGG VDD P型衬底 N+ N+ B G S D VGG VDD 夹断区 图 1.4.9　UDS 对导电沟道的影响 (a) UGD UT (b) UGD = UT (c) UGD UT 在UDS UGS – UT时，对应于不同的uGS就有一个确定的iD 。 此时， 可以把iD近似看成是uGS控制的电流源。 3. 特性曲线与电流方程 (a)转移特性 (b)输出特性 UGS UT ，iD = 0； 　　UGS ≥ UT，形成导电沟道，随着 UGS 的增加，ID 逐渐增大。 (当 UGS UT 时) 　　三个区：可变电阻区、恒流区(或饱和区)、夹断区。 UT 2UT IDO uGS /V iD /mA O 图 1.4.10 (a) 图 1.4.10 (b) iD/mA uDS /V O 预夹断轨迹 恒流区 可变电阻区 夹断区。 UGS增加 二、N 沟道耗尽型 MOS 场效应管 P型衬底 N+ N+ B G S D ++++++ 　　制造过程中预先在二氧化硅的绝缘层中掺入正离子，这些正离子电场在 P 型衬底中“感应”负电荷，形成“反型层”。即使 UGS = 0 也会形成 N 型导电沟道。 ++++++ ++++++ 　　UGS = 0，UDS 0，产生较大的漏极电流； 　　UGS 0，绝缘层中正离子感应的负电荷减少，导电沟道变窄，iD 减小； 　　UGS = UP , 感应电荷被“耗尽”，iD ? 0。 UP或UGS(off)称为夹断电压 图 1.4.11 N 沟道耗尽型 MOS 管特性 工作条件： UDS 0； UGS 正、负、零均可。 iD/mA uGS /V O UP (a)转移特性 IDSS 耗尽型 MOS 管的符号 S G D B (b)输出特性 iD/mA uDS /V O +1V UGS=0 -3 V -1 V -2 V 4 3 2 1 5 10 15 20 N 沟道耗尽型MOSFET 三、P沟道MOS管 1.P沟道增强型MOS管的开启电压UGS(th) 0 当UGS UGS(th) ， 漏-源之间应加负电源电压 管子才导通,空穴导电。 2.P沟道耗尽型MOS管的夹断电压UGS(off)＞0 UGS 可在正、负值的一定范围内实现对iD的控制， 漏-源之间应加负电源电压。 S G D B P沟道 S G D B P沟道 四、VMOS管 VMOS管漏区散热面积大， 可制成大功率管。 增强型 绝缘 栅型 N 沟道 耗尽型 结型 P 沟道 耗尽型 结型 N 沟道 输出特性曲线 转移特性曲线 符 号 种 类 S G D S G D iD UGS= 0V + uDS + + o S G D B uGS iD O UT 　各类场效应管的符号和特性曲线 + UGS = UT uDS iD + + + O iD UGS= 0V - - - uDS O uGS iD UP IDSS O uGS iD /mA UP IDSS O 耗尽型 增强型 绝缘 栅型 P 沟道 耗尽型 绝缘 栅型 N 沟道 输出特性曲线 转移特性曲线 符 号 种 类 ID S G D B UDS ID