電子線路-線性部分-場效應(yīng)管-文庫吧資料
2025-05-06 01:47本頁面
【正文】 放大模式 非飽和模式 (需重新 計算 Q 點(diǎn) ) N 溝道管： VGS VGS(th) P 溝道管： VGS VGS(th) 截止條件 ? 非飽和與飽和 (放大 )模式判斷方法 a)由直流通路寫出管外電路 VGS與 ID 之間關(guān)系式 。 MOS 管電路分析方法 場效應(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 。 第 3 章 場效應(yīng)管 ? MOS 管高頻小信號電路模型 當(dāng)高頻應(yīng)用 、 需考慮管子極間電容影響時 ， 應(yīng)采用如下高頻等效電路模型 。 第 3 章 場效應(yīng)管 ? 計及襯底效應(yīng)的 MOS 管簡化電路模型 （襯底與源極不相連） 考慮到襯底電壓 vus 對漏極電流 id 的控制作用，小信號等效電路中需增加一個壓控電流源 gmuvus。 與三極管 輸出電阻表達(dá)式 rce ? 1/(?ICQ) 相似。 2G S ( t h )GSOXD )(2 VVlWCI ?? ?S G D ID VGS S D G ID IG?0 ID(VGS ) + VBE(on) E C B IC IB IB ? + 第 3 章 場效應(yīng)管 小信號電路模型 ? MOS 管簡化小信號電路模型 (與三極管對照 ) gmvgs rds g d s id vgs vds + + ? rds 為 場效應(yīng)管 輸出電阻： ? 由于場效應(yīng)管 IG ? 0，所以輸入電阻 rgs ??。 三極管發(fā)射結(jié)由于正偏而導(dǎo)通，等效為 VBE(on) 。 耗盡型 MOS 管： VGS 取值任意。 PDMOS 與 NDMOS 的差別僅在于電壓極性與電流方向相反。 S G U D ID 第 3 章 場效應(yīng)管 耗盡型 MOS 場效應(yīng)管 S G U D ID S G U D ID P P + N + S G D U N + N 溝道DMOS N N + P + S G D U P + P 溝道DMOS ? DMOS 管結(jié)構(gòu) VGS = 0 時，導(dǎo)電溝道已存在 對比增強(qiáng)型？ 溝道線是實(shí)線 第 3 章 場效應(yīng)管 ? NDMOS 管 伏安特性 ID/mA VDS /V O VDS = VGS –VGS(th) VGS = 1 V ?1. 5 V ? 1 V ?0. 5 V 0 V 0. 5 V ?1. 8 V ID/mA VGS /V O VGS(th) VDS 0， VGS 正、負(fù)、零均可。 即 VDS 0 、 VGS 0 外加電壓極性相反、電流 ID 流向相反。 若 | VUS | ? ? + VUS 耗盡層中負(fù)離子數(shù) ? 因 VGS 不變 (G 極正電荷量不變 )? ID ? VUS = 0 ID/mA VGS /V O 2V 4V 根據(jù)襯底電壓對 ID 的控制作用，又稱 U 極為 背柵極。 ID/mA VDS /V O VDS = VGS – VGS(th) VGS = 5 V V 4 V V VDS = 5 V ID/mA VGS /V O 1 2 3 4 5 轉(zhuǎn)移特性曲線中 ， ID = 0 時對應(yīng)的 VGS 值 ， 即開啟電壓 VGS(th) 。 MOS 集成電路： T D2 D1 D D2 一方面限制 VGS 間最大電壓 ， 同時對感 生電荷起旁路作用 。 第 3 章 場效應(yīng)管 由于 MOS 管 COX 很小 ， 因此當(dāng)帶電物體 (或人 )靠近金屬柵極時 ， 感生電荷在 SiO2 絕緣層中將產(chǎn)生很大的電壓 VGS(= Q /COX)， 使 絕緣層 擊穿 ， 造成 MOS 管永久性損壞 。 IG ? 0， ID ? 0 ? 擊穿區(qū) ? VDS 增大 到一定值時 ?漏襯 PN 結(jié)雪崩擊穿 ? ID 劇增。 通常 ? = ( ~ )V1 第 3 章 場效應(yīng)管 ? 截止區(qū) 特點(diǎn)： 相當(dāng)于 MOS 管三個電極斷開。 注意：飽和區(qū) (又稱有源區(qū) )對應(yīng) 三極管的放大區(qū) 。 ID/mA VDS /V O VDS = VGS – VGS(th) VGS = 5 V V 4 V V 溝道預(yù)夾斷后對應(yīng)的工作區(qū)。 注意：非飽和區(qū)相當(dāng)于三極管的飽和區(qū)。 第 3 章 場效應(yīng)管 ID/mA VDS /V O VDS = VGS – VGS(th) VGS = 5 V V 4 V V 數(shù)學(xué)模型： 此時 MOS 管可看成阻值受 VGS 控制的線性電阻器： VDS 很小 MOS 管工作在非飽和區(qū)時 ， ID 與 VDS 之間呈線性關(guān)系： ])(2[2 2DSDSG S ( t h )GSOXnD VVVVl WCI ??? ??????????? G S ( t h )GSOXnon1VVWClR?其中， W、 l 為溝道的寬度和長度。 溝道預(yù)夾斷前對應(yīng)的工作區(qū)。 第 3 章 場效應(yīng)管 ? NEMOS 管輸出特性曲線 ? 非飽和區(qū) 特點(diǎn)： ID 同時受 VGS 與 VDS 的控制。 MOSFET 工作原理： 第 3 章 場效應(yīng)管 由于 MOS 管柵極電流為零 ， 故不討論輸入特性曲線 。 ? 三極管中多子、少子同時參與導(dǎo)電，故稱 雙極型器件。 由上述分析可描繪出 ID 隨 VDS 變化的關(guān)系曲線： ID VDS O VGS –VGS(th) VGS一定 曲線形狀類似三極管輸出特性。 第 3 章 場效應(yīng)
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