電子線路-線性部分-場(chǎng)效應(yīng)管-wenkub
2023-05-15 01:47:22 本頁面
【正文】 ?。 此時(shí) Ron ?→ ID ?變慢。 反型層 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? VDS 對(duì)溝道的控制 (假設(shè) VGS VGS(th) 且保持不變 ) ? VDS 很小時(shí) → VGD ? VGS 。 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 N + N + P + P + P U S G D 增強(qiáng)型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 ? N 溝道 EMOSFET 結(jié)構(gòu)示意圖 源極 漏極 襯底極 SiO2 絕緣層 金屬柵極 P 型硅 襯底 S G U D 電路符號(hào) l 溝道長(zhǎng)度 W 溝道寬度 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? N 溝道 EMOS 管 外部工作條件 ? VDS 0 (保證柵漏 PN 結(jié)反偏 )。它體積小 、 工藝簡(jiǎn)單 ， 器件特性便于控制 ， 是目前制造大規(guī)模集成電路的主要有源器件 。 場(chǎng)效應(yīng)管與三極管主要區(qū)別： ? 場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻遠(yuǎn)大于三極管輸入電阻 。 ? U 接電路最低電位或與 S 極相連 (保證源襯 PN 結(jié)反偏 )。此時(shí) W 近似不變，即 Ron 不變。 P P + N + N + S G D U VDS + VGS + P P + N + N + S G D U VDS + VGS + 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 當(dāng) VDS 增加到 使 VGD ? = VGS(th) 時(shí) → A 點(diǎn)出現(xiàn)預(yù)夾斷 ? 若 VDS 繼續(xù) ?→ A 點(diǎn)左移 → 出現(xiàn)夾斷區(qū) 此時(shí) VAS = VAG + VGS = VGS(th) + VGS (恒定 ) 若忽略溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)，則近似認(rèn)為 l 不變 (即 Ron不變 )。 由上述分析可描繪出 ID 隨 VDS 變化的關(guān)系曲線： ID VDS O VGS –VGS(th) VGS一定 曲線形狀類似三極管輸出特性。 MOSFET 工作原理： 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 由于 MOS 管柵極電流為零 ， 故不討論輸入特性曲線 。 溝道預(yù)夾斷前對(duì)應(yīng)的工作區(qū)。 注意：非飽和區(qū)相當(dāng)于三極管的飽和區(qū)。 注意：飽和區(qū) (又稱有源區(qū) )對(duì)應(yīng) 三極管的放大區(qū) 。 IG ? 0， ID ? 0 ? 擊穿區(qū) ? VDS 增大 到一定值時(shí) ?漏襯 PN 結(jié)雪崩擊穿 ? ID 劇增。 MOS 集成電路： T D2 D1 D D2 一方面限制 VGS 間最大電壓 ， 同時(shí)對(duì)感 生電荷起旁路作用 。 若 | VUS | ? ? + VUS 耗盡層中負(fù)離子數(shù) ? 因 VGS 不變 (G 極正電荷量不變 )? ID ? VUS = 0 ID/mA VGS /V O 2V 4V 根據(jù)襯底電壓對(duì) ID 的控制作用，又稱 U 極為 背柵極。 S G U D ID 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 耗盡型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 S G U D ID S G U D ID P P + N + S G D U N + N 溝道DMOS N N + P + S G D U P + P 溝道DMOS ? DMOS 管結(jié)構(gòu) VGS = 0 時(shí)，導(dǎo)電溝道已存在 對(duì)比增強(qiáng)型？ 溝道線是實(shí)線 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? NDMOS 管 伏安特性 ID/mA VDS /V O VDS = VGS –VGS(th) VGS = 1 V ?1. 5 V ? 1 V ?0. 5 V 0 V 0. 5 V ?1. 8 V ID/mA VGS /V O VGS(th) VDS 0， VGS 正、負(fù)、零均可。 耗盡型 MOS 管： VGS 取值任意。 2G S ( t h )GSOXD )(2 VVlWCI ?? ?S G D ID VGS S D G ID IG?0 ID(VGS ) + VBE(on) E C B IC IB IB ? + 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 小信號(hào)電路模型 ? MOS 管簡(jiǎn)化小信號(hào)電路模型 (與三極管對(duì)照 ) gmvgs rds g d s id vgs vds + + ? rds 為 場(chǎng)效應(yīng)管 輸出電阻： ? 由于場(chǎng)效應(yīng)管 IG ? 0，所以輸入電阻 rgs ??。 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 計(jì)及襯底效應(yīng)的 MOS 管簡(jiǎn)化電路模型 （襯底與源極不相連） 考慮到襯底電壓 vus 對(duì)漏極電流 id 的控制作用，小信號(hào)等效電路中需增加一個(gè)壓控電流源 gmuvus。 MOS 管電路分析方法 場(chǎng)效應(yīng)管估算法分析思路與三極管相同 ， 只是由于兩種管子工作原理不同 ， 從而使外部工作條件有明顯差異 。 d)判斷電路工作模式： 若 |VDS| |VGS–VGS(th)| 若 |VDS| |VGS–VGS(th)| b)利用飽和區(qū)數(shù)學(xué)模型： 2G S ( t h )GSOXD )(2 VVlWCI ?? ?第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 例 1 已知 ?nCOXW/(2l) = mA/V2， VGS(th)= 2 V， 求 ID 。 ? 畫交流通路； ? 將 FET 用小信號(hào)電路模型代替； ? 計(jì)算微變參數(shù) gm、 rds； 注：具體分析將在第 4 章中詳細(xì)介紹。 N G S D + VGS P + P + VDS + A N G S D +
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