電子線路-線性部分-場(chǎng)效應(yīng)管(參考版)
2025-05-03 01:47本頁(yè)面
【正文】 iD vDS VQ IQ Q ?VGS(th) vGS= 0 T v i + + v R i 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 有源電阻 ? 構(gòu)成分壓器 若兩管 ?n 、 COX 、 VGS(th)相同，則 聯(lián)立求解得： T1 V1 I1 + I2 V2 + VDD T2 由圖 I1 = I2 V1 + V2 = VDD 2G S ( t h )22OXn2G S ( t h )11OXn )()(2)()(2 VVlWCVVlWC ??? ??V1 + V2 = VDD 1)/()/(1)/()/(12G S ( t h )12DD2????????????lWlWVlWlWVV調(diào)整溝道寬長(zhǎng)比 (W/l)， 可得所需的分壓值。 伏安特性即 vGS = 0 時(shí)的輸出特性。 MOSFET 管 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 場(chǎng)效應(yīng)管與三極管性能比較 項(xiàng)目 器件 電極名稱 工作區(qū) 導(dǎo)電 類型 輸入電阻 跨導(dǎo) 三 極 管 e極 b極 c極 放大區(qū) 飽 和 區(qū) 雙極型 小 大 場(chǎng)效應(yīng)管 s極 g極 d極 飽和區(qū) 非飽和區(qū) 單極型 大 小 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? N溝道 EMOS 管 GD 相連 ? 構(gòu)成有源電阻 有源電阻 場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)用原理 v = vDS = vGS， i = iD 由圖知 滿足 vDS vGS – vGS(th) 因此 當(dāng) vGS vGS(th) 時(shí) N 溝道 EMOS 管 ?工作在飽和區(qū)。 增強(qiáng)型： VGS 與 VDS 極性相同。 P 溝道 FET： VDS 0， ID 自管子漏極流出。 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 。 VGS(off) ID/mA VGS /V O IDSS (N 溝道 JFET) ID/mA VGS /V O IDSS VGS(off) (P 溝道 JFET ) VGS = 0 時(shí)對(duì)應(yīng)的 ID 值 ? 飽和漏電流 IDSS。 VGS 越負(fù) ? 則 VGD 越負(fù) ? 相應(yīng) 擊穿電壓 V(BR)DS 越小 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 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 )。 ID/mA VDS /V O VDS = VGS – VGS(off) VGS = 0 V ?2 V ?1. 5 V ?1 V 0. 5 V 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。 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 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。 N G S D + VGS P + P + VDS + A N G S D + VGS P + P + VDS + A 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 利用半導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)效應(yīng) ， 通過(guò)柵源電壓 VGS的變化 ， 改變阻擋層的寬窄 ， 從而改變導(dǎo)電溝道的寬窄 ， 控制漏極電流 ID。 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 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 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 )。 ? 畫(huà)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 4 章中詳細(xì)介紹。 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 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。 d)判斷電路工作模式： 若 |VDS| |VGS–VGS(th)| 若 |VDS| |VGS–VGS(th)| b)利用飽和區(qū)數(shù)學(xué)模型： 2G S ( t h )GSOXD )(2 VVlWCI ?? ?第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 例 1 已知 ?nCOXW/(2l) = mA/V2， VGS(th)= 2 V， 求 ID 。 ? 估算法 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? MOS 管 截止模式判斷方法 假定 MOS 管工作在放大模式：
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