场效应管讲解.ppt
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1、场效应管与双极型晶体管不同,场效应管与双极型晶体管不同,它只有一种载流子导电它只有一种载流子导电(电子或空穴,多子)导电,也称为单极型器件。(电子或空穴,多子)导电,也称为单极型器件。特点:输入阻抗特点:输入阻抗高,温度稳定性好。高,温度稳定性好。结型场效应管结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管MOS场效应管有两种场效应管有两种:N沟道沟道P沟道沟道耗尽型耗尽型增强型增强型耗尽型耗尽型增强型增强型N沟道沟道P沟道沟道5 场效应管放大电路场效应管放大电路5.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(MOS管管):PP型基底型基底SiO2绝缘层绝缘层金属铝金属铝+-电子反型层电子反型层MO
2、S电容E+PP型基底型基底SiO2绝缘层绝缘层金属铝金属铝-电子反型层电子反型层掺入了大量的碱金属正离子Na+或K+一、结构和电路符号一、结构和电路符号PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层导电沟道导电沟道金属铝金属铝GSDN沟道增强型沟道增强型N 沟道耗尽型沟道耗尽型PNNGSD予埋了导予埋了导电沟道电沟道 GSDNPPGSDGSDP 沟道增强型沟道增强型P 沟道耗尽型沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导予埋了导电沟道电沟道 VGS控制控制沟道宽窄沟道宽窄1.开启开启沟道沟道增强型MOS管二、二、MOS管的工作原理管的工作原理以以N 沟道增强型沟道增强型为例为例 2沟道
3、变形VDS控制沟道形状可变可变电阻区电阻区饱和区饱和区截止区截止区预夹断临界点轨迹预夹断临界点轨迹vDS=vGS-VTvGD=vGS-vDS=VT1)截止区vGSVT,iD=0 输出特性曲线iD=f(vDS)vGS=const可变可变电阻区电阻区饱和区饱和区截止区截止区转移特性曲线预夹断临界点轨迹预夹断临界点轨迹vDS=vGS-VT2)可变电阻区vDSvGS-VT 3)饱和区vDSvGS-VT电导常数(单位mA/V2)P203(5.1.3)P203(5.1.6)三、三、耗尽型耗尽型N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线耗尽型的耗尽型的MOS管管vGS=0时就有导电沟道,加反向电时就有导电沟道
4、,加反向电压才能夹断。压才能夹断。转移特性曲线转移特性曲线0iDvGSVP输出特性曲线输出特性曲线iDvDS0vGS=0vGS0四、四、说明:说明:(1)MOS管有四种基本类型;(2)增强型的MOS管的vGS必须超过一定的值以使沟道形成;耗尽型的MOS管使形成沟道的vGS可正可负;(3)MOS管的输入阻抗特别高(4)衡量场效应管的放大能力用跨导 单位:ms五五、MOS管的有关问题管的有关问题(2)交流参数低频跨导:极间电容:栅源电容CGS,栅漏电容CGD,漏源电容CDS(3)极限参数 最大漏极电流IDM,最大耗散功率P0M,漏源击穿电压V(BR)DS栅源击穿电压VBR)GS1、主要参数(1)直
5、流参数开启电压VT指增强型的MOS管夹断电压VP指耗尽型的MOS管零栅压漏极电流IDSS直流输入电阻:通常很大10101015左右五、五、MOS管的有关问题管的有关问题2、场效应管与三极管的比较五五、MOS管的有关问题管的有关问题3、使用注意事项(1)结型场效应管的栅源电压不能接反,但可在开路状态下保存;(2)MOS管在不使用时,须将各个电极短接;(3)焊接时,电烙铁必须有外接地线,最好是断电后再焊接;(4)结型场效应管可用万用表定性检测管子的质量,而MOS管必须用专门的仪器来检测;(5)若用四引线的场效应管,其衬底引线应正确连接;G(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极1、结构、结构5.2 结型场
6、效应管结型场效应管(JFET)扩散情况:NPNNNPP基底基底:N型半导体型半导体两边是两边是P区区导电沟道导电沟道NPP 一、一、JFET的结构和工作原理的结构和工作原理NPPG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极N沟道结型场效应管沟道结型场效应管DGS符号符号栅极上的箭头表示栅极电流的方向(由P区指向N区)。结型场效应管代表符号中栅极上的箭头方向,可以确认沟道的类型。PNNG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极P沟道结型场效应管沟道结型场效应管DGS符号符号2、工作原理(以、工作原理(以N沟道为例)沟道为例)vDS=0V时时vGSNGSDvDSNNPPiDPN结反偏,结反偏,vGS越大则耗尽区越越
7、大则耗尽区越宽,导电沟道越宽,导电沟道越窄。窄。vGS0V(1)vGS对导电沟道及对导电沟道及iD的控制的控制vDS=0V时时NGSDvDSvGSNNiDPPvGS越大耗尽区越宽,越大耗尽区越宽,沟道越窄,电阻越大。沟道越窄,电阻越大。但当但当vGS较小时,耗尽较小时,耗尽区宽度有限,存在导区宽度有限,存在导电沟道。电沟道。DS间相当于间相当于线性电阻。线性电阻。VDS=0时时NGSDVDSVGSPPIDVGS达到一定值时达到一定值时(夹断电压夹断电压VP),耗耗尽区碰到一起,尽区碰到一起,DS间被夹断,这时,即间被夹断,这时,即使使vDS 0V,漏极电,漏极电流流iD=0A。|vGS|0、|
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