mos場(chǎng)效應(yīng)管-文庫吧資料
2025-07-31 18:53本頁面
【正文】 場(chǎng)效應(yīng)管電路分析方法與三極管電路分析方法相似 ， 可以采用 估算法 分析電路直流工作點(diǎn)；采用 小信號(hào)等效電路法 分析電路動(dòng)態(tài)指標(biāo) 。 ? 計(jì)及襯底效應(yīng)的 MOS管簡(jiǎn)化電路模型 考慮到襯底電壓 vus對(duì)漏極電流 id的控制作用，小信號(hào)等效電路中需增加一個(gè)壓控電流源 gmuvus。 )/(1 CQce Ir ??與三極管 輸出電阻表達(dá)式 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 ? + 小信號(hào)電路模型 ? MOS管簡(jiǎn)化小信號(hào)電路模型 (與三極管對(duì)照 ) gmvgs rds g d s ic vgs vds + + ? rds為 場(chǎng)效應(yīng)管 輸出電阻： ? 由于場(chǎng)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。 ID 耗盡型 MOS場(chǎng)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(shí)，導(dǎo)電溝道已存在 溝道線是實(shí)線 ? NDMOS管 伏安特性 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =1V 1. 5V 1V 0. 5V 0V 0. 5V 1. 8V ID/mA VGS /V 0 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(duì) ID的控制作用，又 稱 U極為 背柵極。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =5V 4V VDS = 5V ID/mA VGS /V 0 1 2 3 4 5 轉(zhuǎn)移特性曲線中 ,ID =0 時(shí)對(duì)應(yīng)的 VGS值 ,即開啟電壓 VGS（ th） 。 MOS集成電路： T D2 D1 D1 D2一方面限制 VGS間最大電壓，同時(shí)對(duì)感 生電荷起旁路作用。 由于 MOS管 COX很小，因此當(dāng)帶電物體（或人）靠近金屬柵極時(shí)，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(shí) ?漏襯 PN結(jié)雪崩擊穿 ? ID劇增。 通常 ? =( ~ )V1 ? 截止區(qū) 特點(diǎn)： 相當(dāng)于 MOS管三個(gè)電極斷開。 注意：飽和區(qū) （ 又稱有源區(qū) ） 對(duì)應(yīng)三極管的放大區(qū) 。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =5V 4V 溝道預(yù)夾斷后對(duì)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)。 數(shù)學(xué)模型： 此時(shí) MOS管可看成阻值受 VGS控制的線性電阻器： VDS很小 MOS管工作在非飽區(qū)時(shí)， 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(zhǎng)度。 溝道預(yù)夾斷前對(duì)應(yīng)的工作區(qū)。 ? NEMOS管輸出特性曲線 ? 非飽和區(qū) 特點(diǎn)： ID同時(shí)受 VGS與 VDS的控制。 MOSFET工作原理： 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(shí)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 0 VGS –VGS(th) VGS一定 曲線形狀類似三極管輸出特性。 ? 若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng) 則 VDS ? → 溝道長(zhǎng)度 l ? → 溝道電阻 Ron略 ?。 P P + N + N + S G D U VDS + VGS + P P + N + N + S G D U VDS + VGS + ? 當(dāng) VDS增加到 使 VGD ?=VGS(th)時(shí) → A點(diǎn)出現(xiàn)預(yù)夾斷 ? 若 VDS 繼續(xù) ?→ A點(diǎn)左移 → 出現(xiàn)夾斷區(qū) 此時(shí)
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