場(chǎng)效應(yīng)管放大電路new-P溝道

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1、電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院2010年場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型晶體管不同，它是多子導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOS場(chǎng)效應(yīng)管有兩種:§4.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管N溝道P溝道耗盡型增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型N溝道P溝道一、結(jié)構(gòu)及符號(hào)4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:源極（S）柵極（G）P區(qū)漏極DNNDGSN溝道GSDP溝道擴(kuò)散情況：NP>>NN二、工作原理（以P溝道為例，N溝道見(jiàn)書(shū)）UDS=0V時(shí)PGSDUDSUGSNNNNIDPN結(jié)反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄

2、。4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時(shí)NNUGS越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。但當(dāng)UGS較小時(shí)，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。DS間相當(dāng)于線性電阻。何種載流子導(dǎo)電？二、工作原理（以P溝道為例）4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:PGSDUDSUGSNNUDS=0時(shí)UGS達(dá)到一定值時(shí)（夾斷電壓VP）,耗盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，這時(shí)，即使UDS?0V，漏極電流ID=0A。ID二、工作原理（以P溝道為例）4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:PGSDUDSUGSUGS0、UGD

3、

4、被夾斷區(qū)域中的載流子形成，基本不隨UDS的增加而增加，呈恒流特性。ID二、工作原理（以P溝道為例）4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:二、工作原理（以P溝道為例）4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:結(jié)論：（1）因?yàn)闁旁撮g加反向電壓，故柵極幾乎不取電流；（2）輸出電流ID受UGS控制，故場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制器件；（3）由于受ED的影響，耗盡層呈上寬下窄的形式，故總是溝道的上部先被夾斷；PGSDUDSUGSNNID三、特性曲線UGS0IDIDSSVP飽和漏極電流夾斷電壓4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:vmAvUDSUGS（1）轉(zhuǎn)移特性

5、ID=f(UGS)

6、UDS飽和漏電流IDSS：UGS=0時(shí)的漏極電流。夾斷電壓VP：ID接近于0時(shí)的柵源電壓。①飽和區(qū)中的各條轉(zhuǎn)移特性幾乎重合，通常我們就用一條曲線來(lái)表示。②轉(zhuǎn)移特性的經(jīng)驗(yàn)公式：予夾斷曲線IDUDS2VUGS=0V1V3V4V5V可變電阻區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)（2）輸出特性曲線ID=f(UDC)

7、UGS0三、特性曲線4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:轉(zhuǎn)移特性曲線UGS0IDIDSSVP四、N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:vmAvVDSVGS輸出特性曲線IDUDS0UGS=0V-1V-

8、3V-4V-5V四、N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:五、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的缺點(diǎn)：1.柵源極間的電阻雖然可達(dá)107以上，但在某些場(chǎng)合仍嫌不夠高。3.柵源極間的PN結(jié)加正向電壓時(shí)，將出現(xiàn)較大的柵極電流。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可以很好地解決這些問(wèn)題。2.在高溫下，PN結(jié)的反向電流增大，柵源極間的電阻會(huì)顯著下降。4.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管:4.1.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:一、結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)PNNGSDP型基底兩個(gè)N區(qū)SiO2絕緣層導(dǎo)電溝道金屬鋁GSDN溝道增強(qiáng)型N溝道耗盡型PNNGSD預(yù)埋了導(dǎo)電溝道GSD4.1

9、.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:一、結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)NPPGSDGSDP溝道增強(qiáng)型4.1.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:一、結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)P溝道耗盡型NPPGSDGSD預(yù)埋了導(dǎo)電溝道4.1.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:一、結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)二、MOS管的工作原理以N溝道增強(qiáng)型為例PNNGSDUDSUGSUGS=0時(shí)D-S間相當(dāng)于兩個(gè)反接的PN結(jié)ID=0對(duì)應(yīng)截止區(qū)4.1.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:PNNGSDUDSUGSUGS>0時(shí)UGS足夠大時(shí)（UGS>VT）感應(yīng)出足夠多電子，這里出現(xiàn)以電子導(dǎo)電為主的N型導(dǎo)電溝道。感應(yīng)出電子VT稱(chēng)為開(kāi)啟（閾值）電壓

10、二、MOS管的工作原理4.1.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:UGS較小時(shí)，導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電阻將D-S連接起來(lái)，UGS越大此電阻越小。PNNGSDUDSUGS二、MOS管的工作原理4.1.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:PNNGSDUDSUGS當(dāng)UDS不太大時(shí)，導(dǎo)電溝道在兩個(gè)N區(qū)間是均勻的。當(dāng)UDS較大時(shí)，靠近D區(qū)的導(dǎo)電溝道變窄。二、MOS管的工作原理4.1.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:PNNGSDUDSUGS夾斷后，即使UDS繼續(xù)增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加，UGD=VT時(shí)，靠近