【正文】 VDS對(duì)溝道的影響是不均勻的，使溝道呈楔形。 當(dāng) VDS增加到使 VGD=VGSVDS =VP 時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)， 隨 VDS增大，這種不均勻性越明顯。 當(dāng) VDS繼續(xù)增加時(shí)，預(yù)夾斷點(diǎn)向源極方向伸長(zhǎng)為預(yù)夾斷區(qū)。由于預(yù)夾斷區(qū)電阻很大，使主要 VDS降落在該區(qū)，由此產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)力能把未夾斷區(qū)漂移到其邊界上的載流子都掃至漏極，形成漏極飽和電流。 JFET工作原理 （動(dòng)畫(huà) 29) (3)伏安特性曲線 ① 輸出特性曲線 CVDSD GSVfi ?? )(恒流 區(qū) ： (又稱(chēng)飽和區(qū)或放大區(qū)） 特點(diǎn) :(1)受控性： 輸入電壓 vGS控制輸出電流 ? ?21 VvIiPGSD S SD ??(2)恒流性： 輸出電流 iD 基本上不受輸出電壓 vDS的影響。 用途 :可做 放大器 和 恒流源 。 條件 :(1)源端溝道未夾斷 (2)源端溝道予夾斷 VV PGS ?VVV PGSDS ??可變電阻區(qū) 特點(diǎn) :(1)當(dāng) vGS 為定值時(shí) ,iD 是 vDS 的線性函數(shù)，管子的漏源間呈現(xiàn)為線性電阻，且其阻值受 vGS 控制。 （ 2） 管壓降 vDS 很小。 用途： 做 壓控線性電阻和無(wú)觸點(diǎn)的、閉合狀態(tài)的 電子開(kāi)關(guān) 。 條件： 源端與漏端溝道都不夾斷 VV PGS ?VVV PGSDS ??夾斷區(qū) 用途： 做無(wú)觸點(diǎn)的、接通狀態(tài)的 電子開(kāi)關(guān) 。 條件： 整個(gè)溝道都夾斷 VV PGS ?擊穿區(qū) VV DSBRDS )(? 當(dāng)漏源電壓增大到 時(shí)，漏端 PN結(jié)發(fā)生 雪崩擊穿 ，使 iD 劇增 的區(qū)域。其值一般為（ 20— 50） V之間 。由于 VGD=VGSVDS, 故 vGS越負(fù) ，對(duì)應(yīng)的 VP就越小。管子 不能在擊穿區(qū)工作 。 0?iD特點(diǎn)： ② 轉(zhuǎn)移特性曲線 CVGSD DSVfi ?? )(輸入電壓 VGS對(duì)輸出漏極電流 ID的控制 ? ? ? ? ? ?msgdvdivi mQGSDQGSD ???? //結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 的 特性小結(jié) 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 N 溝 道 耗 盡 型 P 溝 道 耗 盡 型 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 Metal Oxide Semiconductor —— MOSFET 分為 增強(qiáng)型 ? N溝道、 P溝道 耗盡型 ? N溝道、 P溝道 增強(qiáng)型 ： 沒(méi)有導(dǎo)電溝道， 。時(shí)， 00 ??DGS iv。時(shí)， 00 ?? DGS iv耗盡型 ： 存在導(dǎo)電溝道， N溝道 P溝道 增強(qiáng)型 N溝道 P溝道 耗盡型 N溝道 增強(qiáng)型 場(chǎng)效應(yīng)管 的工作原理 （ 1）柵源電壓 VGS的控制作用 當(dāng) VGS=0V時(shí) ，因?yàn)槁┰粗g被兩個(gè)背靠背的 PN結(jié)隔離，因此，即使在 D、 S之間加上電壓 , 在 D、 S間也不可能形成電流。 當(dāng) 0＜ VGS＜ VT (開(kāi)啟電壓 )時(shí) ， 果在襯底表面形成一薄層負(fù)離子的耗盡層。漏源間仍無(wú)載流子的通道。 管子仍不能導(dǎo)通，處于截止?fàn)顟B(tài)。 通過(guò)柵極和襯底間的電容作用，將柵極下方 P型襯底表層的空穴向下排斥，同時(shí)，使兩個(gè) N區(qū)和襯底中的自由電子吸向襯底表層，并與空穴復(fù)合而消失，結(jié) 1 . 柵源電壓 VGS的控制作用 的 N型溝道。把 開(kāi)始形成 反型層的 VGS值 稱(chēng)為該管的 開(kāi)啟電壓 VT。這時(shí)，若在漏源間加電壓 VDS，就能產(chǎn)生漏極電流 I D， 即管子開(kāi)啟。 VGS值越大，溝道內(nèi)自由電子越多，溝道電阻越小，在同樣 VDS 電壓作用下， I D 越大。這樣，就實(shí)現(xiàn)了輸入電壓 VGS 對(duì)輸出電流 I D 的控制 。 當(dāng) VGS＞ VT時(shí)， 襯底中的電子進(jìn)一步被吸至柵極下方的 P型襯底表層，使襯底表層中的自由電子數(shù)量大于空穴數(shù)量，該薄層轉(zhuǎn)換為 N型半導(dǎo)體，稱(chēng)此為 反型層 。 形成 N源區(qū)到 N漏區(qū) VDSI D 2 .漏源電壓 VDS對(duì)溝道導(dǎo)電能力的影響 當(dāng) VGS＞ VT且固定為某值的情況下，若給漏源間加正電壓 VDS則源區(qū)的自由電子將沿著溝道漂移到漏區(qū)，形成漏極電流 ID，當(dāng) ID從 D ? S流過(guò)溝道時(shí)，沿途會(huì)產(chǎn)生壓降，進(jìn)而導(dǎo)致沿著溝道長(zhǎng)度上柵極與溝道間的電壓分布不均勻。源極端電壓最大，為 VGS ，由此感生的溝道最深；離開(kāi)源極端，越向漏極端靠近，則柵 — 溝間的電壓線性下降，由它們感生的溝道越來(lái)越淺；直到漏極端，柵漏 間電壓最小，其值為： VGD=VGSVDS , 由此 感生的溝道也最淺?？梢?jiàn)，在 VDS作用下導(dǎo)電溝道的深度是不均勻的，溝道呈錐形分布。若 VDS進(jìn)一步增大，直至 VGD=VT， 即 VGSVDS=VT或 VDS=VGSVT 時(shí)，則漏端溝道消失，出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)。 A 當(dāng) VDS為 0或較小時(shí) ， VGD＞ VT， 此時(shí) VDS 基本均勻降落在溝道中，溝道呈斜線分布。 當(dāng) VDS增加到使VGD=VT時(shí)，漏極處溝道將縮減到剛剛開(kāi)啟的情況，稱(chēng)為預(yù)夾斷。源區(qū)的自由電子在 VDS電場(chǎng)力的作用下，仍能沿著溝道向漏端漂移，一旦到達(dá)預(yù)夾斷區(qū)的邊界處，就能被預(yù)夾斷區(qū)內(nèi)的電場(chǎng)力掃至漏區(qū)，形成漏極電流。 當(dāng) VDS增加到使 VGD?VT時(shí)，預(yù)夾斷點(diǎn)向源極端延伸成小的夾斷區(qū)。由于預(yù)夾斷區(qū)呈現(xiàn)高阻，而未夾斷溝道部分為低阻，因此， VDS增加的部分基本上降落在該夾斷區(qū)內(nèi)，而溝道中的電場(chǎng)力基本不變，漂移電流基本不變，所以，從漏端溝道出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)開(kāi)始， ID基本不隨 VDS增加而變化。 MOSFET的 特性曲線 VVV TGSDS ?? — VGS對(duì) ID的控制特性 轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率 gm 的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。 其量綱為mA/V，稱(chēng) gm為 跨導(dǎo) 。 gm=?ID/?VGS?Q （ mS) ID=f(VGS)?VDS=常數(shù) 增強(qiáng)型 MOS管特性小結(jié) 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 N 溝 道 增 強(qiáng) 型 P 溝 道 增 強(qiáng) 型 耗盡型 MOSFET N溝道耗盡型 MOS管，它是在柵極下方的 SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子，在管子制造過(guò)程中，這些正離子已經(jīng)在漏源之間的襯底表面感應(yīng)出反型層，形成了導(dǎo)電溝道。 因此，使用時(shí) 無(wú)須加開(kāi)啟電壓（ VGS=0），只要加漏源電壓，就會(huì)有漏極電流。 當(dāng) VGS＞ 0 時(shí)，將使 ID進(jìn)一步增加。 VGS＜ 0時(shí)，隨著 VGS 的減小 ID 逐漸減小，直至 ID=0。對(duì)應(yīng) ID=0 的 VGS 值為夾斷電壓 VP 。 耗盡型 MOSFET的特性曲線 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 N 溝 道 耗 盡 型 P 溝 道 耗 盡 型 場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)和型號(hào) 一、 場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù) 1. 開(kāi)啟電壓 VT 開(kāi)啟電壓是 MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，柵源電壓小于開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值 , 場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通 。 2. 夾斷電壓 VP 夾斷電壓是耗盡型 FET的參數(shù)，當(dāng) VGS=VP時(shí) ,漏極 電流為零。 3. 飽和漏極電流 IDSS 耗盡型場(chǎng)效應(yīng)三極管 , 當(dāng) VGS=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。 4. 輸入電阻 RGS 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管，反偏時(shí) RGS約大于 107Ω；絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)三極管 , RGS約是 109～ 1015Ω。 5. 低頻跨導(dǎo) gm 低頻跨導(dǎo)反映了柵壓對(duì)漏極電流的控制作用， gm可以在轉(zhuǎn) 移特性曲線上求取，單位是 mS (毫西門(mén)子 )。 PDM 最大漏極功耗可由 PDM= VDS ID決定，與雙極型 三極管的 PCM相當(dāng)。 (2) 場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào) 場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào) , 現(xiàn)行有兩種命名方法。其一是與雙極型三極管相同，第三位字母 J代表結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管， O代表絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。第二位字母代表材料， D是 P型硅，反型層是 N溝道； C是 N型硅 P溝道。如 ,3DJ6D是結(jié)型 N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管， 3DO6C是絕緣柵型 N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管。 第二種命名方法是 CS ， CS代表場(chǎng)效應(yīng)管， 以數(shù)字代表型號(hào)的序號(hào)， 用字母代表同一型號(hào)中的不同規(guī)格。例如 CS14A、 CS45G等。 雙極型三極管與場(chǎng)效應(yīng)三極管的比較 雙極型三極管 場(chǎng)效應(yīng)三極管 結(jié)構(gòu) NPN型 結(jié)型 N溝道 P溝道 與 PNP型 絕緣柵 增強(qiáng)型 N溝道 P溝道 分類(lèi) C與 E一般不可 絕緣柵 耗盡型 N溝道 P溝道 倒置使用 D與 S有的型號(hào)可倒置使用 載流子 多子擴(kuò)散少子漂移 多子漂移 輸入量 電流輸入 電壓輸入 控制 電流控制電流源 電壓控制電流源 噪聲 較大 較小 溫度特性 受溫度影響較大 較小，且有零溫度系數(shù)點(diǎn) 輸入電阻 幾十到幾千歐姆 幾兆歐姆以上 靜電影響 不受靜電影響 易受靜電影響 集成工藝 不易大規(guī)模集成 適宜大規(guī)模和超大規(guī)模集成 絕緣柵 增強(qiáng) 型 N 溝 P 溝 絕緣柵耗 盡 型 N 溝 道 P 溝 道