第二章半导体三极管及其基本放大电路.pptVIP

(a)漏极输出特性曲线(b)转移特性曲线图2-30(a)N沟道结型场效应三极管的特性曲线第61页，共111页，星期日，2025年，2月5日结型场效应管N沟道耗尽型P沟道耗尽型第62页，共111页，星期日，2025年，2月5日绝缘栅场效应管又称为MOS（MetalOxideSemiconductor）管。它有N沟道和P沟道两类，且每一类又分为增强型和耗尽型两种。1.N沟道增强型MOS管(1).结构和符号它是用一块杂质浓度较低的P型硅片为衬底，其上扩散两个N+区分别作为源极（S）和漏极（D），其余部分表面覆盖一层很薄的SiO2作为绝缘层，并在漏源极间的绝缘层上制造一层金属铝作为栅极（G），就形成了N沟道MOS管。因为栅极和其他电极及硅片之间是绝缘的，所以称为绝缘栅场效应管。通常将源极和衬底连在一起。符号如图2-27所示。2.7场效应晶体管及其基本放大器下一页返回上一页二、绝缘栅型场效应管第63页，共111页，星期日，2025年，2月5日绝缘栅场效应管N沟道增强型P沟道增强型图1-31绝缘栅型场效应管符号及特性曲线返回第64页，共111页，星期日，2025年，2月5日图中箭头方向表示在衬底与沟道之间由P区指向N区。2.工作原理N+型漏区和N+型源区间被P型衬底隔开，形成两个反向的PN结。故UGS=0时，不管漏源间所加电压UDS的极性如何，总有一个PN结反偏，故漏极电流ID≈0。若栅极间加上一个正向电压UGS，在UGS作用下，将产生垂直于衬底表面的电场，因为SiO2很薄，即使UGS很小，也能产生很强的电场。P型衬底电子受电场吸引到达表层填补空穴，而使硅表面附近产生由负离子形成的耗尽层。若增大UGS时，则感应更多的电子到表层来，当UGS增大到一定值，2.7场效应晶体管及其基本放大器下一页返回上一页第65页，共111页，星期日，2025年，2月5日除填补空穴外还有剩余的电子形成一层N型层称为反型层，它是沟通漏区和源区的N+型导电沟道。UGS愈正，导电沟道愈宽。在UDS作用下就会有电流ID产生，管子导通。由于它是由栅极正电压UGS感应产生的，故又称感应沟道，且把在UDS作用下管子由不导通到导通的临界栅源电压UGS的值叫做开启电压UT。UGS达到UT后再增加，衬底表面感应的电子增多，导电沟道加宽，在同样的UDS作用下，ID增加。这就是UGS对ID的电压控制作用，是MOS管的基本工作原理。由于上述反型层是N沟道，故又称NMOS管。2.7场效应晶体管及其基本放大器下一页返回上一页第66页，共111页，星期日，2025年，2月5日3.特性曲线表为N沟道增强型MOS管的漏极特性曲线和转移特性曲线。转移特性反映了栅源电压UGS对漏极电流ID的控制能力，故又称为控制特性。(1)漏极特性曲线漏极特性又称输出特性曲线，它是指当栅源电压UGS一定时，漏极电流ID与漏极电压UDS之间的关系曲线，即2.7场效应晶体管及其基本放大器下一页返回上一页第67页，共111页，星期日，2025年，2月5日2.7场效应晶体管及其基本放大器如图所示，不同的UGS对应不同的曲线。由图可知，场效应管工作情况可分为三个区域：可变电阻区、恒流区和夹断区。(2)转移特性曲线转移特性曲线又称输入特性曲线，它反映漏源电压UDS一定时，漏极电流ID与栅源电压UGS之间的关系。即开启电压UTIDO=ID下一页返回上一页第68页，共111页，星期日，2025年，2月5日2N沟道耗尽型MOS管这种管子在制造过程中，在SiO2绝缘层中掺入大量的正离子。当UGS=0时，在正离子产生的电场作用下，衬底表面已经出现反型层，即漏源间存在导电沟道。只要加上UDS，就有ID产生。如果再加上正的UGS，则吸引到反型层中的电子增加，沟道加宽，ID加大。反之，UGS为负值时，外电场将抵消氧化模中正电荷所产生的电场作用，使吸引到反型层中的电子数目减小，沟道变窄，ID减小。若UGS负到某一值时，可以完全抵消氧化膜中正电荷的影响，则反型层消失，管子截止，这时UGS的值称为夹断电压UGS(off)。2.7场效应晶体管及其基本放大器下一页返回上一页第69页，共111页，星期日，2025年，2月5日绝缘栅场效应管N沟道耗尽型P沟道耗尽型第70页，共111页，星期日，2025年，2月5日四、场效应管的主要参数1.主要参数（1）开启电压和夹断电压开启电压UT是指在UDS为某一固定数值的条件下，产生ID所需要的最小|UGS|值。这是增强型绝