第3章-場(chǎng)效應(yīng)管-預(yù)覽頁
【正文】 性和工作特點(diǎn)。 場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)： 1. 場(chǎng)效應(yīng)管是一種單極性半導(dǎo)體器件（只有一種載流子多子 參與導(dǎo)電）。 5. 制造方便，適合大規(guī)模集成。 它是靠半導(dǎo)體體內(nèi)電場(chǎng)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)控制的半導(dǎo)體器件。 ? VGS 0 (形成導(dǎo)電溝道 ) P P + N + N + S G D U VDS + + VGS ? N溝道 EMOS管 工作原理 柵 ?襯之間相當(dāng)于以 SiO2為介質(zhì)的平板電容器。 由圖 VGD = VGS VDS 因此 VDS?→ ID線性 ?。 因此預(yù)夾斷后： P P + N + N + S G D U VDS + VGS + A P P + N + N + S G D U VDS + VGS + A VDS ? → ID 基本維持不變。 飽和區(qū) 預(yù)夾斷點(diǎn) 可變電阻區(qū) ? MOS管僅依靠一種載流子（多子）導(dǎo)電，故稱 單極型器件。 共源組態(tài)特性曲線： ID= f ( VGS ) VDS = 常數(shù) 轉(zhuǎn)移特性： ID= f ( VDS ) VGS = 常數(shù) 輸出特性： ? 伏安特性 + T VDS IG?0 VGS ID + 轉(zhuǎn)移特性與輸出特性反映場(chǎng)效應(yīng)管同一物理過程，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換。 條件： VGS VGS(th) V DS VGS–VGS(th) 因此，非飽和區(qū)又稱為 可變電阻區(qū)。 DSG S ( t h )GSOXn )( VVVlWC ?? ?? 飽和區(qū) 特點(diǎn)： ID只受 VGS控制，而與 VDS近似無關(guān)，表現(xiàn)出類似三極管的正向受控作用。 數(shù)學(xué)模型： 若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)，則 ID的修正方程： 工作在 飽和區(qū)時(shí) ， MOS管的正向受控作用 ， 服從平方律關(guān)系式： 2G S ( t h )GSOXnD )(2 VVlWCI ?? ????????? ???ADS2G S ( t h)GSOXnD 1)(2 VVVVlWCI ?? ?DS2G S ( t h )GSOXn 1)(2 VVVl WC ?? ???其中： ? 稱溝道長(zhǎng)度調(diào)制系數(shù)，其值與 l 有關(guān)。 ? VDS??溝道 l ? ?對(duì)于 l 較小的 MOS管 ?擊穿。 ? 襯底效應(yīng) 集成電路中，許多 MOS管做在同一襯底上，為保證 U與 S、D之間 PN結(jié)反偏，襯底應(yīng)接電路最低電位（ N溝道）或最高電位（ P溝道）。 不同之處： 電路符號(hào)中的箭頭方向相反。 符號(hào) 當(dāng) VGS＞ 0時(shí)，將使 ID進(jìn)一步增加。 ? NDMOS管 伏安特性 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =1V 1. 5V 1V 0. 5V 0V 0. 5V 1. 8V ID/mA VGS /V 0 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 ? + 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 ??。 ? 計(jì)及襯底效應(yīng)的 MOS管簡(jiǎn)化電路模型 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。因此用估算法分析場(chǎng)效應(yīng)管電路時(shí)，一定要注意自身特點(diǎn)。 ? 小信號(hào)等效電路法 場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)等效電路分析法與三極管相似。 此時(shí) Ron ?→ ID ?變慢 ? VDS對(duì)溝道的控制 （ 假設(shè) VGS 一定 ） N G S D + VGS P + P + VDS + 此時(shí) W近似不變 即 Ron不變 ? 當(dāng) VDS增加到使 VGD ?=VGS(off)時(shí) → A點(diǎn)出現(xiàn)預(yù)夾斷 ? 若 VDS 繼續(xù) ?→ A點(diǎn)下移 → 出現(xiàn)夾斷區(qū) 此時(shí) VAS =VAG +VGS =VGS(off) +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）。 ? NJFET輸出特性 ? 非飽和區(qū) (可變電阻區(qū) ) 特點(diǎn)： ID同時(shí)受 VGS與 VDS的控制。 VGS 越負(fù) ? 則 VGD 越負(fù) ? 相應(yīng)擊穿電壓 V(BR)DS越小 ? JFET轉(zhuǎn)移特性曲線 同 MOS管一樣， JFET的轉(zhuǎn)移特性也可由輸出特性轉(zhuǎn)換得到 (略 )。只是由于兩種管子在飽和區(qū)數(shù)學(xué)模型不同，因此，跨導(dǎo)計(jì)算公式不同。 增強(qiáng)型： VGS 與 VDS 極性相同。 伏安特性即 vGS = 0 時(shí)的輸出特性
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