【正文】 N 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例O UGSIDIDSSUP圖 　轉(zhuǎn)移特性UGS = 0 ， ID 最大；UGS 愈負(fù)， ID 愈??；UGS = UP， ID ? 0。兩個(gè)重要參數(shù) 飽和漏極電流 IDSS(UGS = 0 時(shí)的 ID)夾斷電壓 pinch off voltage UP (ID = 0 時(shí)的 UGS)UDSIDVDDVGGDSGV?+ V?+UGS圖 　特性曲線測(cè)試電路+?mA 轉(zhuǎn)移特性公式O uGS/VID/mAIDSSUP圖 　轉(zhuǎn)移特性2. 漏極 (輸出 )特性 (output characteristics)　 　 當(dāng)柵源 之間的電壓 UGS 不變時(shí)，漏極電流 ID 與漏源之間電壓 UDS 的關(guān)系，即 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性曲線的近似公式：≤ ≤IDSS/VID/mAUDS /VOUGS = 0V1 2 3 4 5 6 7 預(yù)夾斷軌跡 恒流區(qū)擊穿區(qū) 可變電阻區(qū)　 　 漏極特性也有三個(gè)區(qū)： 可變電阻區(qū)、恒流區(qū)和擊穿區(qū)。 漏極特性UDSIDVDDVGGDSGV?+ V?+UGS圖 　特性曲線測(cè)試電路+?mA圖 (b)　漏極特性?shī)A斷區(qū)　 　 場(chǎng)效應(yīng)管的兩組特性曲線之間互相聯(lián)系，可根據(jù)漏極特性用作圖的方法得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性。UDS = 常數(shù)ID/mA0??1? UGS /VUDS = 15 V5ID/mAUDS /V0UGS = 0? V? V? V? V10 15 20 25　 　 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵極基本不取電流，其輸入電阻很高，可達(dá) 107 ? 以上。如希望得到更高的輸入電阻，可采用絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。圖 　在漏極特性上用作圖法求轉(zhuǎn)移特性　絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 MOSFETMetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor 由金屬、氧化物和半導(dǎo)體制成。稱為 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 ，或簡(jiǎn)稱 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 。特點(diǎn)：輸入電阻可達(dá) 109 ? 以上。類型N 溝道P 溝道增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型耗盡型UGS = 0 時(shí)漏源間存在導(dǎo)電溝道稱 耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管；UGS = 0 時(shí)漏源間不存在導(dǎo)電溝道稱 增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管。一、 N 溝道增強(qiáng)型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管1. 結(jié)構(gòu)P 型襯底N+ N+BGS DSiO2源極 S 漏極 D襯底引線 B柵極 G圖 　 N 溝道增強(qiáng)型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖SGDB2. 工作原理 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管利用 UGS 來(lái)控制 “ 感應(yīng)電荷 ” 的多少，改變由這些 “ 感應(yīng)電荷 ” 形成的導(dǎo)電溝道的狀況，以控制漏極電流 ID。工作原理分析(1)UGS = 0 漏源之間相當(dāng)于兩個(gè)背靠背的 PN 結(jié)，無(wú)論漏源之間加何種極性電壓， 總是不導(dǎo)電 。SBD圖 (2) UDS = 0， 0 UGS UTP 型襯底N+ N+BGS D P 型襯底中的電子被吸引靠近 SiO2 與空穴復(fù)合， 產(chǎn)生由負(fù)離子組成的耗盡層。增大 UGS 耗盡層變寬。VGG? ? ?(3) UDS = 0， UGS ≥ UT　　由于吸引了足夠多的電子，會(huì)在耗盡層和 SiO2 之間形成可移動(dòng)的表面電荷層 ——? ? ?N 型溝道反型層、 N 型導(dǎo)電溝道。UGS 升高， N 溝道變寬。因?yàn)? UDS = 0 ，所以 ID = 0。UT 為開(kāi)始形成反型層所需的 UGS，稱 開(kāi)啟電壓 (threshold voltage)。(4) UDS 對(duì)導(dǎo)電溝道的影響 (UGS UT)　 　 導(dǎo)電溝道呈現(xiàn)一個(gè)楔形。漏極形成電流 ID 。b. UDS= UGS – UT， UGD = UT　 　 靠近漏極溝道達(dá)到臨界開(kāi)啟程度，出現(xiàn)預(yù)夾斷。c. UDS UGS – UT， UGD UT　 　 由于夾斷區(qū)的溝道電阻很大， UDS 逐漸增大時(shí)，導(dǎo)電溝道兩端電壓基本不變， ID 因而基本不變。a. UDS UGS – UT ，即 UGD = UGS – UDS UTP 型襯底N+ N+BGS DVGGVDDP 型襯底N+ N+BS DVGGVDDP 型襯底N+ N+BGS DVGGVDD夾斷區(qū)DP型襯底N+ N+BGSVGGVDDP型襯底N+ N+BGS DVGGVDDP型襯底N+ N+BGS DVGGVDD夾斷區(qū)圖 　 UDS 對(duì)導(dǎo)電溝道的影響(a) UGD UT (b) UGD = UT (c) UGD UT在 UDS UGS – UT時(shí)，對(duì)應(yīng)于不同的 uGS就有一個(gè)確定的 iD 。此時(shí)， 可以把 iD近似看成是 uGS控制的電流源 (VCCS)。3. 特性曲線(a)轉(zhuǎn)移特性(b)漏極特性ID/mAUDS /VO預(yù)夾斷軌跡恒流區(qū)擊穿區(qū) 可變電阻區(qū)UGS UT ， ID = 0；　 　 UGS ≥ UT，形成導(dǎo)電溝道，隨著 UGS 的增加，ID 逐漸增大。(當(dāng) UGS UT 時(shí) )　 　 三個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)、恒流區(qū) (或飽和區(qū) )、擊穿區(qū)。UT 2UTIDOUGS /VID /mAO 圖 (a) 圖 (b)二、 N 溝道耗盡型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管P型襯底N+ N+BGS D++++++　 　 制造過(guò)程中預(yù)先在二氧化硅的絕緣層中摻入正離子，這些正離子電場(chǎng)在 P 型襯底中 “ 感應(yīng) ” 負(fù)電荷，形成 “ 反型層 ” 。即使 UGS = 0 也會(huì)形成 N 型導(dǎo)電溝道。++++++　 　 UGS = 0， UDS 0，產(chǎn)生較大的漏極電流；　 　 UGS 0，絕緣層中正離子感應(yīng)的負(fù)電荷減少，導(dǎo)電溝道變窄， ID 減?。弧?　 UGS = ? UP , 感應(yīng)電荷被“ 耗盡 ” ， ID ? 0。UP 稱為夾斷電壓 圖 N 溝道耗盡型 MOS 管特性工作條件：UDS 0；UGS 正、負(fù)、零均可。ID/mAUGS /VOUP(a)轉(zhuǎn)移特性IDSS圖 　 N溝道耗盡型 MOS 管的符號(hào)SGDB(b)漏極特性ID/mAUDS /VO+1VUGS=0?3 V?1 V?2 V43215 10 15 20圖 　特性曲線種 類 符 號(hào) 轉(zhuǎn)移特性 漏極特性 結(jié)型N 溝道耗盡型 結(jié)型P 溝道耗盡型 絕緣柵型 N 溝道增強(qiáng)型SGDSGDIDUGS= 0V+UDS++oSGDBUGSIDO UT表 12　各類場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線+UGS = UT UDSID+++OID UGS= 0V???UDSOUGSID UPIDSSOUGSID /mAUPIDSSO種 類 符 號(hào) 轉(zhuǎn)移特性 漏極特性絕緣柵型N 溝道耗盡型絕緣柵型P 溝道增強(qiáng)型耗盡型IDSGDBUDSID_UGS=0+_OIDUGSUPIDSSOSGDBIDSGDBIDIDUGSUT OIDUGSUPIDSSO_IDUGS=UTUDS_o_UGS= 0V+_IDUDSo+　場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)一、直流參數(shù)1. 飽和漏極電流 IDSS2. 夾斷電壓 UP3. 開(kāi)啟電壓 UT4. 直流輸入電阻 RGS為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)。為增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)。為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的一個(gè)重要參數(shù)?！　≥斎腚娮韬芨?。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一般在 107 ? 以上，絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管更高，一般大于 109 ?。二、交流參數(shù)1. 低頻跨導(dǎo) gm2. 極間電容 用以描述柵源之間的電壓 UGS 對(duì)漏極電流 ID 的控制作用。單位： ID 毫安 (mA)； UGS 伏 (V)； gm 毫西門(mén)子 (mS) 這是場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)電極之間的等效電容，包括 CGS、CGD、 CDS。 極間電容愈小，則管子的高頻性能愈好。一般為幾個(gè)皮法。三、極限參數(shù)1. 漏極最大允許耗散功率 PDM2. 漏源擊穿電壓 U(BR)DS3. 柵源擊穿電壓 U(BR)GS 由場(chǎng)效應(yīng)管允許的溫升決定。 漏極耗散功率轉(zhuǎn)化為熱能使管子的溫度升高。當(dāng)漏極電流 ID 急劇上升產(chǎn)生雪崩擊穿時(shí)的 UDS 。 場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)，柵源間 PN 結(jié)處于反偏狀態(tài)，若UGS U(BR)GS ， PN 將被擊穿，這種擊穿與電容擊穿的情況類似，屬于破壞性擊穿。謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH