模擬電子技術(shù)第3章場效應(yīng)管及其模擬電路(已修改)
2025-01-10 09:24 本頁面
【正文】 場效應(yīng)管是一種利用電場效應(yīng)來控制其電流大小的半導(dǎo)體器件。這種器件不僅兼有體積小、重量輕、壽命長和省電的特點(diǎn)，而且還有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)和制造工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，場效應(yīng)管可以分為兩大類。 (1) 結(jié)型場效應(yīng)管 (JFET) (2) 金屬 — 氧化物 — 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 (MOSFET) 利用半導(dǎo)體內(nèi)的電場效應(yīng)進(jìn)行工作，也稱為體內(nèi)場效應(yīng)器件 利用半導(dǎo)體表面的電場效應(yīng)進(jìn)行工作，也稱為表面場效應(yīng)器件 實(shí)際 N溝道 JFET的結(jié)構(gòu)剖面圖 圖 31(b) PJEFT的符號 圖 31(a) NJFET的符號 按導(dǎo)電溝道來分， JFET又分為 N溝道和 P溝道兩種。 JFET的符號如圖 31。 箭頭方向表示 PN結(jié)正偏時(shí)的電流方向。JFET正常工作時(shí)， PN結(jié)必須反偏或者零偏。 在一塊 N型半導(dǎo)體材料兩邊擴(kuò)散出高濃度的 P型區(qū)，形成兩個 PN結(jié) .兩邊 P+型區(qū)引出兩個電極并連在一起稱為 柵極 g，在 N型本體材料的兩端各引出一個電極 ,分別稱為 源極 s和 漏極 d。兩個 PN結(jié)中間的 N型區(qū)域稱為 導(dǎo)電溝道 。這種結(jié)構(gòu)成為N溝道型 JFET。 vGS≤0 vGS≥0 vDS≥0 vDS≤ 0 柵極電流 IG很小，呈現(xiàn)高阻特性 N溝道結(jié)型場效應(yīng)管的輸出特性曲線 圖 32 NJFET的輸出特性 VDSK A?V+DiDRDvD SGSVD D(a) (b) N溝道結(jié)型場效應(yīng)管的輸出特性曲線就是在柵源電壓 vGS一定時(shí)，漏極電流 iD 隨漏源電壓 vDS的規(guī)律變化，即 iD=f(vDS)|vGS=常數(shù) 。 如圖 32(a) ，令 vGS=0V， D、 S之間加直流電壓源 VDD，調(diào)節(jié) VDD，使 vDS由 0V逐漸增大，測出相應(yīng)的漏極電流 iD隨漏 — 源電壓 vDS變化的數(shù)據(jù)見表 31。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可得到 iD與 vDS間的關(guān)系曲線如圖 32(b)所示。 + VGG 圖 32 NJFET的輸出特性 VDSK 當(dāng) vDS較小時(shí)， iD隨 vDS的變化近似于直線關(guān)系，即 iD與 vDS成比例；隨著 vDS的增大，上升率變緩，當(dāng) vDS=VDSK（膝點(diǎn)值）后，再繼續(xù)增大 vDS，則 iD基本保持不變；當(dāng) vDS增至某一值時(shí)， iD急劇增大，進(jìn)入擊穿狀態(tài)。 改變 vGS的值（滿足 vGS≤0），重復(fù)上述過程，可得到相應(yīng)的 iD=f(vDS)|vGS=常數(shù)的曲線，如圖 32(c)所示。 (b) (c) 圖 32(c) N溝道 JFET的輸出特性 1. 夾斷電壓 vGS,off 保持 vDS不變（如 vDS=10V），將 vGS由 0變?yōu)樨?fù)值，并使 vGS的絕對值增大，則 iD減小，輸出特性曲線下移；當(dāng) vGS等于某一值時(shí)， iD近似等于零。我們把 iD等于零時(shí)的柵 — 源電壓 vGS值稱為 夾斷電壓 ，記做 vGS,off。 有兩種方法可以從輸出特性曲線觀察夾斷電壓 vGS,off的值。 其一，觀察最接近橫軸的那條曲線的 vGS值，則 vGS,off的值比它更負(fù)一些（對 NJFET管） ；其二，可以觀察vGS=0V
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1