[信息与通信]MOS管教程.ppt
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1、掌握内容:JFET特性的比较 理解内容:JFET的特性及参数 了解内容:JFET的结构、工作原理; 重 点:NMOSFET及其共源放大电路(CS电路) 难 点:N沟道增强型MOSFET的工作原理 本章学时:6,第四章 场效应管放大路,第四章 场效应管放大路,主要内容:,4.1 结型场效应管,4.2 MOS 场效应管,4.3 场效应管的主要参数,4.4 场效应管放大电路,小结,引 言,场效应管 FET (Field Effect Transistor),类型:,结型 JFET (Junction Field Effect Transistor),绝缘栅型 IGFET(Insulated Gate
2、 FET),特点:,1. 单极性器件(一种载流子导电),3. 工艺简单、易集成、功耗小、 体积小、成本低,2. 输入电阻高 (107 1015 ,IGFET 可高达 1015 ),4.1 结型场效应管,1. 结构与符号,N 沟道 JFET,P 沟道 JFET,2. 工作原理,uGS 0,uDS 0,此时 uGD = UGS(off);,沟道楔型,耗尽层刚相碰时称预夹断。,预夹断,当 uDS ,预夹断点下移。,3. 转移特性和输出特性,UGS(off),当 UGS(off) uGS 0 时,O,O,一、增强型 N 沟道 MOSFET (Mental Oxide Semi FET),4.2 MOS
3、 场效应管,1. 结构与符号,P 型衬底,(掺杂浓度低),用扩散的方法 制作两个 N 区,在硅片表面生一层薄 SiO2 绝缘层,用金属铝引出 源极 S 和漏极 D,在绝缘层上喷金属铝引出栅极 G,S 源极 Source,G 栅极 Gate,D 漏极 Drain,2. 工作原理,1)uGS 对导电沟道的影响 (uDS = 0),反型层 (沟道),1)uGS 对导电沟道的影响 (uDS = 0),a. 当 UGS = 0 ,DS 间为两个背对背的 PN 结;,b. 当 0 UGS UGS(th)(开启电压)时,GB 间的垂 直电场吸引 P 区中电子形成离子区(耗尽层);,c. 当 uGS UGS(
4、th) 时,衬底中电子被吸引到表面, 形成导电沟道。 uGS 越大沟道越厚。,2) uDS 对 iD的影响(uGS UGS(th),DS 间的电位差使沟道呈楔形,uDS,靠近漏极端的沟道厚度变薄。,预夹断(UGD = UGS(th):漏极附近反型层消失。,预夹断发生之前: uDS iD。,预夹断发生之后:uDS iD 不变。,3. 转移特性曲线,UDS = 10 V,UGS (th),当 uGS UGS(th) 时:,uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值,开启电压,O,4. 输出特性曲线,可变电阻区,uDS uGS UGS(th),uDS iD ,直到预夹断,饱和(放大区),uDS,i
5、D 不变,uDS 加在耗尽层上,沟道电阻不变,截止区,uGS UGS(th) 全夹断 iD = 0,截止区,饱和区,可 变 电 阻 区,放大区,恒流区,O,二、耗尽型 N 沟道 MOSFET,Sio2 绝缘层中掺入正离子在 uGS = 0 时已形成沟道;在 DS 间加正电压时形成 iD,,uGS UGS(off) 时,全夹断。,二、耗尽型 N 沟道 MOSFET,输出特性,转移特性,IDSS,UGS(off),夹断 电压,饱和漏 极电流,当 uGS UGS(off) 时,,O,三、P 沟道 MOSFET,增强型,耗尽型,N 沟道增强型,P 沟道增强型,N 沟道耗尽型,P 沟道耗尽型,IDSS,
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