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2025-03-29 07:47本頁面
【正文】 溝道結(jié)型場效應(yīng)管 （ a） 結(jié)構(gòu)示意圖 。 如圖 ， 場效應(yīng)管工作時(shí)它的兩個(gè) PN結(jié)始終要加反向電壓 。 當(dāng) G、 S兩極間電壓 UGS改變時(shí) ， 溝道兩側(cè)耗盡層的寬度也隨著改變 ， 由于溝道寬度的變化 ， 導(dǎo)致溝道電阻值的改變 ， 從而實(shí)現(xiàn)了利用電壓 UGS控制電流 ID的目的 。 此時(shí)耗盡層最薄 ， 導(dǎo)電溝道最寬 ， 溝道電阻最小 。 導(dǎo)致導(dǎo)電溝道變窄 ， 溝道電阻增大 。 溝道電阻趨于無窮大 。 N溝道DGSNDGSUGGP PP( b )DGSUGG耗盡層＋－( a ) ( c )P P－＋P 圖 UGS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響 （ a） 導(dǎo)電溝道最寬 。（ c） 導(dǎo)電溝道夾斷 2） UDS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響 設(shè)柵源電壓 UGS=0,當(dāng) UDS=0時(shí) ， ID=0， 溝道均勻 ，如圖 （ a） 所示 。 靠近源極端的耗盡層最窄 ，溝道最寬 。 由圖 ， UDS的主要作用是形成漏極電流 ID。 當(dāng) UGS=0時(shí) ， 溝道電阻最小 ， 電流 ID最大 。 當(dāng) 0UGSUGS(off)時(shí) ， 溝道電流 ID在零和最大值之間變化 。 場效應(yīng)管和普通三極管一樣 ， 可以看作是受控的電流源 ， 但它是一種電壓控制的電流源 。 圖 線 。 所以當(dāng) UDS為某一定值時(shí) ， 漏極電流 ID最大 ， 稱為飽和漏極電流 ,用 IDSS表示 。 當(dāng) UGS=UGS(off)時(shí) ， 溝道全部夾斷 ， ID=0。 ID / m A54321UDS / V0 10 20－ 3 . 4V－ 2 V－ 1 VUGS＝ 0可變電阻區(qū)預(yù)夾斷軌跡恒流區(qū)夾斷區(qū)圖 結(jié)型場效應(yīng)管的輸出特性曲線 （ 1） 可變電阻區(qū) 。 漏源之間可視為一個(gè)線性電阻 RDS， 這個(gè)電阻在 UDS較小時(shí) ， 主要由 UGS決定 ， 所以此時(shí)溝道電阻值近似不變 。 （ 2） 恒流區(qū) （ 或線性放大區(qū) ） 。 （ 3） 夾斷區(qū) 。 此區(qū)域類似于三極管輸出特性曲線的截止區(qū) ， 在數(shù)字電路中常用做開斷的開關(guān) 。 當(dāng) UDS增加到一定值時(shí) ， 漏極電流 ID急劇上升 ， 靠近漏極的 PN結(jié)被擊穿 ， 管子不能正常工作 ，甚至很快被燒壞 。 由于 PN結(jié)反偏時(shí) ， 總有一定的反向電流存 ， 而且受溫度的影響 ， 因此 ， 限制了結(jié)型場效應(yīng)管輸入電阻的進(jìn)一步提高 。 由于這種場效應(yīng)管是由金屬 （ Metal） ,氧化物 （ Oxide） 和半導(dǎo)體 （ Semiconductor） 組成的 ，故稱 MOS管 。 按照工作方式不同可以分為增強(qiáng)型和耗盡型兩類 。 MOS管以一塊摻雜濃度較低的 P型硅片做襯底 ， 在襯底上通過擴(kuò)散工藝形成兩個(gè)高摻雜的 N型區(qū) ， 并引出兩個(gè)極作為源極 S和漏極 D；在 P型硅表面制作一層很薄的二氧化硅 （ SiO2） 絕緣層 ， 在二氧化硅表面再噴上一層金屬鋁 ， 引出柵極 G。 絕緣柵場效應(yīng)管的圖形符號(hào)如圖 （ b） 、 (c)所示 ， 箭頭方向表示溝道類型 ， 箭頭指向管內(nèi)表示為 N溝道 MOS管 (圖 (b))， 否則為 P溝道 MOS管 (圖 (c))。 工作時(shí)柵源之間加正向電源電壓 UGS， 漏源之間加正向電源電壓 UDS,并且源極與襯底連接 ,襯底是電路中最低的電位點(diǎn) 。 這是因?yàn)楫?dāng) UGS=0時(shí) ， 漏極和襯底以及源極之間形成了兩個(gè)反向串聯(lián)的 PN結(jié) ， 當(dāng) UDS加正向電壓時(shí) ， 漏極與襯底之間 PN結(jié)反向偏置的緣故 。 這個(gè)電場的作用是排斥 P型襯底中的空穴而吸引電子到表面層 ， 當(dāng) UGS增大到一定程度時(shí) ， 絕緣體和 P型襯底的交界面附近積累了較多的電子 ， 形成了 N型薄層 ， 稱為 N型反型層 。 通常將剛剛出現(xiàn)漏極電流 ID時(shí)所對(duì)應(yīng)的柵源電壓稱為開啟電壓 ， 用 UGS(th)表示 。 所以改變 UGS的大小 ， 就可以控制溝道電阻的大小 ， 從而達(dá)到控制電流 ID的大小 ， 隨著 UGS的增強(qiáng) ， 導(dǎo)電性能也跟著增強(qiáng) ， 故稱之為增強(qiáng)型 。 只有當(dāng) UGS≥UGS(th)時(shí) ， 才能形成導(dǎo)電溝道 ， 并有電流 ID。 當(dāng) UGS≥UGS(th)時(shí) ， 開始形成導(dǎo)電溝道 ， 并隨著 UGS的增大 ， 導(dǎo)電溝道變寬 ， 溝道電阻變小 ， 電流 ID增大 。 UD S / V4 6 801234UG S＝ 5 V4. 5 V預(yù)夾斷軌跡ID / m A2564 V3. 5 V3V2V 圖 輸出特性曲線 2. N溝道耗盡型 MOS管 1） 結(jié)構(gòu) 、 符號(hào)和工作原理
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