第3章-場(chǎng)效應(yīng)管-在線瀏覽
2024-09-15 10:54本頁(yè)面
【正文】 VDS?→ ID線性 ?。 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 ?。 飽和區(qū) 預(yù)夾斷點(diǎn) 可變電阻區(qū) ? 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： 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近似線性 ?，表現(xiàn)為一種電阻特性； ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =5V 4V 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）為單位面積的柵極電容量。 DSG S ( t h )GSOXn )( VVVlWC ?? ?? 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 VGS(th) V DS VGS–VGS(th) 考慮到溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng) ， 輸出特性曲線隨 VDS 的增加略有上翹 。 數(shù)學(xué)模型： 若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)，則 ID的修正方程： 工作在 飽和區(qū)時(shí) ， MOS管的正向受控作用 ， 服從平方律關(guān)系式： 2G S ( t h )GSOXnD )(2 VVlWCI ?? ????????? ???ADS2G S ( t h)GSOXnD 1)(2 VVVVlWCI ?? ?DS2G S ( t h )GSOXn 1)(2 VVVl WC ?? ???其中： ? 稱(chēng)溝道長(zhǎng)度調(diào)制系數(shù)，其值與 l 有關(guān)。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =5V 4V 溝道未形成時(shí)的工作區(qū) 條件： VGS VGS(th) ID=0以下的工作區(qū)域。 ? VDS??溝道 l ? ?對(duì)于 l 較小的 MOS管 ?擊穿。 MOS管保護(hù)措施： 分立的 MOS管： 各極引線短接、烙鐵外殼接地。 ? 襯底效應(yīng) 集成電路中，許多 MOS管做在同一襯底上，為保證 U與 S、D之間 PN結(jié)反偏，襯底應(yīng)接電路最低電位（ N溝道）或最高電位（ P溝道）。 P P + N + N + S G D U VDS VGS + + 阻擋層寬度 ? ? 表面層中電子數(shù) ? ? ? P溝道 EMOS管 + VGS VDS + N N + P + S G D U P + N溝道 EMOS管與 P溝道 EMOS管 工作原理相似 。 不同之處： 電路符號(hào)中的箭頭方向相反。所以當(dāng) VGS=0 時(shí)，這些正離子已經(jīng)在感應(yīng)出反型層，在漏源之間形成了溝道 。 符號(hào) 當(dāng) VGS＞ 0時(shí)，將使 ID進(jìn)一步增加。對(duì)應(yīng)ID=0的 VGS稱(chēng)為夾斷電壓，用符號(hào) VGS(th)表示 ，有時(shí)也用 VP表示。 ? 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。 PDMOS與 NDMOS的差別僅在于電壓極性與電流方向相反。 耗盡型 MOS管： VGS 取值任意。 三極管發(fā)射結(jié)由于正偏而導(dǎo)通，等效 為 VBE(on) 。 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 id 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 ??。 )/(1 CQce Ir ??與三極管 輸出電阻表達(dá)式 相似。 ? 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
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