第3章-場(chǎng)效應(yīng)管(存儲(chǔ)版)
【正文】 VGS 0 (保證柵源 PN結(jié)反偏 ) JFET管 工作原理 P + P + N G S D + VGS VDS + ? VGS對(duì)溝道寬度的影響 |VGS | ? 阻擋層寬度 ? 若 |VGS | 繼續(xù) ? 溝道全夾斷 使 VGS =VGS (off)夾斷電壓 若 VDS=0 N G S D + VGS P + P + N型溝道寬度 ? 溝道電阻 Ron? ? ID ID=0 ? VDS很小時(shí) → VGD ?VGS 由圖 VGD = VGS VDS 因此 VDS?→ ID線性 ? ? 若 VDS ?→ 則 VGD ?→ 近漏端溝道寬度 ? → Ron增大 。 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。 ? FET輸出端等效為 壓控電流源 ，滿足 平方律方程 ： 三極管輸出端等效為 流控電流源 ，滿足 IC=? IB 。 N溝道耗盡型 MOSFET的輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線如圖所示。 即 VDS 0 、 VGS 0 外加電壓極性相反、電流 ID流向相反。 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。 注意： NEMOS的非飽和區(qū)相當(dāng)于三極管的飽和區(qū)。 MOSFET工作原理： 由于 MOS管柵極電流為零，故不討論輸入特性曲線。 P P + N + N + S G D U VDS + VGS + P P + N + N + S G D U VDS + VGS + VDS對(duì)溝道的控制視頻演示 ? 當(dāng) VDS增加到使 VGD ?=VGS(th)時(shí) → A點(diǎn)出現(xiàn)預(yù)夾斷 （ D極附近的反型層消失，此時(shí) A點(diǎn)電位 VGA =VGS(th)） ? 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）。 ? U接電路最低電位或與 S極相連 (保證源襯 PN結(jié)反偏 )。 4. 輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好。 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效管應(yīng)用原理 MOS場(chǎng)效應(yīng)管 第三章 場(chǎng)效應(yīng)管 本章重點(diǎn) 1. 了解場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，理解其工作原理。 3. 體積小、重量輕、耗電少、壽命長(zhǎng)。 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 ? N溝道 EMOS管 外部工作條件 ? VDS 0 (保證柵漏 PN結(jié)反偏 )。 此時(shí) Ron ?→ ID ?變慢。 利用半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)效應(yīng) ， 通過柵源電壓VGS的變化 ， 改變感生電荷的多少 ， 從而改變感生溝道的寬窄 ， 控制漏極電流 ID。 COX （ = ? / ?OX）為單位面積的柵極電容量。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =5V 4V 溝道未形成時(shí)的工作區(qū) 條件： VGS VGS(th) ID=0以下的工作區(qū)域。 P P + N + N + S G D U VDS VGS + + 阻擋層寬度 ? ? 表面層中電子數(shù) ? ? ? P溝道 EMOS管 + VGS VDS + N N + P + S G D U P + N溝道 EMOS管與 P溝道 EMOS管 工作原理相似 。對(duì)應(yīng)ID=0的 VGS稱為夾斷電壓，用符號(hào) VGS(th)表示 ，有時(shí)也用 VP表示。 三極管發(fā)射結(jié)由于正偏而導(dǎo)通，等效 為 VBE(on) 。 gmvgs rds g d s id vgs vds + + Cds Cgd Cgs 柵源極間平板電容 漏源極間電容 （漏襯與源襯之間的勢(shì)壘電容） 柵漏極間平板電容 場(chǎng)效應(yīng)管電路分析方法與三極管電路分析方法相似 ， 可以采用 估算法 分析 電路直流工作點(diǎn)；采用 小信號(hào)等效電路法 分析電路動(dòng)態(tài)指標(biāo) 。 ? 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：具體分析將在第四章中詳細(xì)介紹。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(off) VGS =0V 2V 1. 5V 1V 0. 5V 數(shù)學(xué)模型： 2G S ( o f f )GSD S SD 1 ??????????VVII條件： VGS VGS(off) V DS VGS–VGS(off) 在飽和區(qū)， JFET的 ID與 VGS之間也滿足平方律關(guān)系，但由于 JFET與 MOS管結(jié)構(gòu)不同，故 方程不同。 P溝道
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