模擬電子技術(shù)第3章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路(編輯修改稿)
2025-01-20 09:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 N P P P溝道 JFET的轉(zhuǎn)移特性公式與 N溝道 JFET相同。 式 (31) 1) n溝道管，由電子導(dǎo)電。 2) p溝道管，由空穴導(dǎo)電。 按工作方式又可以分為： 1) 增強(qiáng)型管。柵壓為零時(shí)不能導(dǎo)電。 2) 耗盡型管。柵壓為零時(shí)管子能導(dǎo)電。 JFET為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管 。 于是出現(xiàn)四種 MOSFET: 增強(qiáng)型 N溝道 MOS（ ENMOSFET） 耗盡型 N溝道 MOS（ DNMOSFET） 增強(qiáng)型 P溝道 MOS（ EPMOSFET） 耗盡型 P溝道 MOS（ DPMOSFET） 在絕緣型場(chǎng)效應(yīng)管中，應(yīng)用最多的是金屬 — 氧化物 — 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。 MOSFET從導(dǎo)電溝道的類型上分為： N溝道增強(qiáng)型 MOSFET 結(jié)構(gòu)與電路符號(hào) 1. 柵極被一層很薄的 SiO2絕緣，使柵極 G與襯底（ P型區(qū)）之間沒有電流；從 D到 S或從 S到 D有兩個(gè)方向相反的 PN結(jié)，使得 D到 S或 S到 D不導(dǎo)通，沒有初始導(dǎo)電溝道； 2. 襯底 B可以內(nèi)部與源級(jí) S相連，外引三個(gè)電極，也可以將 B作為第 4個(gè)電極引出來。 3. 電路符號(hào)中的溝道斷開，以表示沒有初始導(dǎo)電溝道，屬于增強(qiáng)型。箭頭方向，表示PN結(jié)正偏時(shí)電流從 B流入，說明襯底相連的是 P區(qū)，表明是 N溝道 MOSFET。 圖 34 N溝道 MOSFET的結(jié)構(gòu)與電路符號(hào) 工作原理 G與 S之間加電壓 vGS，二氧化硅中將產(chǎn)生一個(gè)由 G指向 B的電場(chǎng)。當(dāng) vGS增大到某一值（開啟電壓 vGS,th ）時(shí)，電場(chǎng)將 P區(qū)中的電子吸引到靠近 SiO2的表面附近，使之成為以電子導(dǎo)電為主的感生 N型層，將兩個(gè) N區(qū)連通，形成 N型導(dǎo)電溝道。因?yàn)闇系朗庆o電場(chǎng)感應(yīng)而生成，也稱 感生溝道（反型層） 。此時(shí)，若 D、 S之間加電壓，將會(huì)產(chǎn)生漏極電流 iD（源極電流 iS=iD）。 vGS越大， N溝道越寬，漏極電流就越大。 vGS對(duì) iD實(shí)現(xiàn)了壓控作用。 iD（或 iS）成為壓控電流源。 圖 35 增強(qiáng)型 NMOS的工作原理 ENMOSFET的特性曲線 ENMOSFET的輸出特性曲線 ENMOSFET的輸出特性曲線與 NJFET輸出特性曲線的主要 區(qū)別 在于： ① ENMOSFET的控制電壓 vGS為正，而 NJFET的控制電壓 vGS為負(fù)； ② 對(duì) ENMOSFET而言，當(dāng) vGSVGS,th（開啟電壓），產(chǎn)生感生溝道后才能對(duì) iD有控制作用， vGS的下限值為開啟電壓 VGS,th，無上限的嚴(yán)格限制，沒有漏極飽和電流 IDSS，對(duì) NJFET而言， vGS的上限值為 0，下限值為夾斷電壓 VGS,off，有漏極飽和電流 IDSS。與 NJFET相似或相同 的是分為四個(gè)區(qū)，即恒流區(qū)、可變電阻區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)。 圖 36(a) ENMOSFET的輸出特性曲線 NJFET的輸出特性曲線 圖 36(b) ENMOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線 ENMOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線 (1) 由輸出特性畫出轉(zhuǎn)移特性的方法與 NJFET相似。 ENMOSFET的轉(zhuǎn)移特性 如圖 36(b)所示。 (2) 轉(zhuǎn)移特性公式 當(dāng) vGS≥vGS,th時(shí)， iD與
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