场效应晶体管及其放大电路.pptxVIP

场效应晶体管及其放大电路第1页/共68页 N沟道增强型场效应管的结构第一节：MOS场效应管衬底上的箭头代表PN结的正向方向MOS管的命名原因沟道的含义第2页/共68页 N沟道增强型场效应管的基本工作原理(一)第一节：MOS场效应管栅源电压 对管工作的影响设时管子截止时时反型层形成，出现导电沟道 ：开启电压第3页/共68页 N沟道增强型场效应管的基本工作原理(二)第一节：MOS场效应管漏源电压 对管工作的影响设时导电沟道变为楔形时出现预夹断时沟道被夹断第4页/共68页 N沟道增强型场效应管的基本工作原理(三)第一节：MOS场效应管栅源电压起着建立导电沟道和控制沟道形状的作用由于沟道电流仅由多子流构成，故也称场效应管为单极型晶体管。特点：漏源电压产生输出电流并改变沟道形状温度稳定性能好抗辐射能力强增强型的含义第5页/共68页 N沟道增强型场效应管的输出特性曲线(一)第一节：MOS场效应管由于栅极与源极和漏极之间有绝缘层隔开，故栅极输入电流极小 ，输入电阻极高，可以达到 以上因此，常用的特性曲线为输出特性曲线和转移特性曲线第6页/共68页 N沟道增强型场效应管的输出特性曲线(二)第一节：MOS场效应管可变电阻区饱和区击穿区截止区截止区：可变电阻区：饱和(恒流)区：厄尔利电压沟道长度调制效应击穿区：放大区预夹断点第7页/共68页 N沟道增强型场效应管的转移特性曲线(一)第一节：MOS场效应管转移特性曲线表示漏源电压一定时，漏极电流与栅源电压之间的关系曲线可由输出曲线求得转移跨导：第8页/共68页 N沟道增强型场效应管的转移特性曲线(二)第一节：MOS场效应管在相同工作点电流情况下，MOS管跨导的数值通常会比双极型管的小，可能小1~2个数量级跨导也可以由转移特性曲线图解确定第9页/共68页 MOS场效应管的击穿第一节：MOS场效应管饱和区内，过大的漏源电压所产生的击穿与输出特性曲线上的击穿区对应漏源电压过大时，会导致漏区与衬底间的PN结出现反向击穿饱和区内可能会出现贯通击穿当栅源电压过大时，可能会导致绝缘层被击穿第10页/共68页 MOS场效应管衬底调制效应(一)第一节：MOS场效应管在MOS管工作时，漏区、源区、导电沟道与衬底之间的PN结不应出现正向导通情况，否则管不能正常工作这就要求N沟道型管的衬源极间电压应满足 ，P沟道型管应第11页/共68页 MOS场效应管衬底调制效应(二)第一节：MOS场效应管分立元件中，衬底B一般与源极S相连。在集成电路中，由于所有元件为同一衬底，为保证所有元件的沟道与衬底间的隔离，导电沟道与衬底之间所形成的PN结必须反偏，也即N沟道MOS管的 。所以，开启电压和转移特性曲线右移背栅跨导第12页/共68页 P沟道增强型MOS场效应管(一)第一节：MOS场效应管P沟道管的结构和原理与N沟道管类似但应注意沟道极性的区别及由此带来的电流、电压方向的变化第13页/共68页 P沟道增强型MOS场效应管(二)第一节：MOS场效应管应注意特性曲线图中电流、电压的方向第14页/共68页 耗尽型MOS场效应管(一)第一节：MOS场效应管耗尽型MOS管在栅源零偏时即已存在导电沟道注意其符号与增强型的区别第15页/共68页 耗尽型MOS场效应管(二)第一节：MOS场效应管：截止电压或阈值电压也会产生预夹断和漏极电流饱和的情况 时已有导电沟道，故 时即有漏极电流产生第16页/共68页 耗尽型MOS场效应管(三)第一节：MOS场效应管可变电阻区饱和区击穿区截止区截止区：可变电阻区：饱和(恒流)区：击穿区第17页/共68页 耗尽型MOS场效应管(四)第一节：MOS场效应管P沟道型管的特性可与之类比第18页/共68页 MOS管类型总结第一节：MOS场效应管MOS管N沟道MOS管P沟道MOS管N沟道增强型MOS管N沟道耗尽型MOS管P沟道增强型MOS管P沟道耗尽型MOS管MOS管的结构注意N沟道与P沟道的区别注意增强型与耗尽型的区别第19页/共68页 结型场效应管的结构第二节：结型场效应管结型场效应管(JFET：Junction Field Effect Transistor)根据沟道类型不同亦可分类第20页/共68页 结型场效应管的基本工作原理(一)结型场效应管存在着内建初始导电沟道，这一点与耗尽型管类似结型场效应管应用时的输入电阻很大，可达 以上结型场效应管也是通过控制导电沟道的形态改变输出电流结型场效应管输入信号及输出电流、电压的选择与MOS管类似第二节：结型场效应管第21页/共68页 结型场效应管的基本工作原理(二)栅源电压 对管工作的影响时耗尽层增厚，导电沟道变薄，沟道电阻增大设时沟道全夹断，漏极电流为零 ：夹断电压第