電子線(xiàn)路-線(xiàn)性部分-場(chǎng)效應(yīng)管-展示頁(yè)
2025-05-09 01:47本頁(yè)面
【正文】 管 ? 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 + 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 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) VAS = VAG + VGS = VGS(th) + 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 )。 ? 若 VDS ?→ 則 VGD ? → 近漏端溝道 W ? → Ron增大 。此時(shí) W 近似不變，即 Ron 不變。 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? N 溝道 EMOSFET 溝道形成原理 ? 假設(shè) VDS = 0，討論 VGS 作用 P P + N + N + S G D U VDS = 0 + VGS 形成空間電荷區(qū) 并與 PN 結(jié)相通 VGS? 襯底表面層中 負(fù)離子 ?、電子 ? VGS ? 開(kāi)啟電壓 VGS(th) 形成 N 型導(dǎo)電溝道 表面層 np VGS 越大，反型層中 n 越多，導(dǎo)電能力越強(qiáng)。 ? U 接電路最低電位或與 S 極相連 (保證源襯 PN 結(jié)反偏 )。 場(chǎng)效應(yīng)管分類(lèi)： MOS 場(chǎng)效應(yīng) 管 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 P 溝道 (PMOS) N 溝道 (NMOS) P 溝道 (PMOS) N 溝道 (NMOS) MOSFET 增強(qiáng)型 (EMOS) 耗盡型 (DMOS) N 溝道 MOS 管與 P 溝道 MOS 管工作原理相似 ，不同之處僅在于它們形成電流的載流子性質(zhì)不同 ， 因此導(dǎo)致加在各極上的電壓極性相反 。 場(chǎng)效應(yīng)管與三極管主要區(qū)別： ? 場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻遠(yuǎn)大于三極管輸入電阻 。第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 概 述 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效管應(yīng)用原理 概 述 場(chǎng)效應(yīng)管是另一種具有正向受控作用的半導(dǎo)體器件 。它體積小 、 工藝簡(jiǎn)單 ， 器件特性便于控制 ， 是目前制造大規(guī)模集成電路的主要有源器件 。 ? 場(chǎng)效應(yīng)管是單極型器件 (三極管是雙極型器件 )。 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 N + N + P + P + P U S G D 增強(qiáng)型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管 ? N 溝道 EMOSFET 結(jié)構(gòu)示意圖 源極 漏極 襯底極 SiO2 絕緣層 金屬柵極 P 型硅 襯底 S G U D 電路符號(hào) l 溝道長(zhǎng)度 W 溝道寬度 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? N 溝道 EMOS 管 外部工作條件 ? VDS 0 (保證柵漏 PN 結(jié)反偏 )。 ? VGS 0 (形成導(dǎo)電溝道 ) P P + N + N + S G D U VDS + + VGS ? N溝道 EMOS 管 工作原理 柵 襯之間 相當(dāng)于以 SiO2 為介質(zhì)的平板電容器 。 反型層 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? VDS 對(duì)溝道的控制 (假設(shè) VGS VGS(th) 且保持不變 ) ? VDS 很小時(shí) → VGD ? VGS 。 由圖 VGD = VGS VDS 因此 VDS?→ ID 線(xiàn)性 ?。 此時(shí) Ron ?→ ID ?變慢。 因此預(yù)夾斷后： P P + N + N + S G D U VDS + VGS + A P P + N + N + S G D U VDS + VGS + A VDS ? → ID 基本維持不變。 因此 VDS ? → ID 略 ?。 第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? MOS 管僅依靠一種載流子 (多子 )導(dǎo)電 ， 故稱(chēng) 單極型器件 。 利用半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)效應(yīng) ， 通過(guò)柵源電壓 VGS 的變化 ， 改變感生電荷的多少 ， 從而改變感生溝道的寬窄 ， 控制漏極電流 ID 。 共源組態(tài)特性曲線(xiàn)： ID = f ( VGS ) VDS = 常數(shù) 轉(zhuǎn)移特性： ID = f ( VDS ) VGS = 常數(shù) 輸出特性： ? 伏安特性 + T VDS IG ? 0 VGS ID + 轉(zhuǎn)移特性與輸出特性反映場(chǎng)效應(yīng)管同一物理過(guò)程 ，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換 。 當(dāng) VGS為常數(shù)時(shí)， VDS??ID 近似線(xiàn)性 ?，表現(xiàn)為一種電阻特性； 當(dāng) VDS為常數(shù)時(shí)， VGS ??ID ?，表現(xiàn)出一種壓控電阻的特性。 條件： VGS VGS(th) V DS VGS – VGS(th) 因此，非飽和區(qū)又稱(chēng)為 可變電阻區(qū)。 COX (= ? / ?OX , SiO2 層介電常數(shù)與厚度有關(guān) )為單位面積的柵極電容量 。 DSG S ( t h )GSOXn )( VVVlWC ?? ?第 3 章 場(chǎng)效應(yīng)管 ? 飽和區(qū) 特點(diǎn)： ID 只受 VGS 控制，而與 VDS 近似無(wú)關(guān)，表現(xiàn)出類(lèi)似三極管的正向受控作用。 條件： VGS VG
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