场效应管.ppt
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1、6 6.4.4 6.4.1 6.4.1 绝缘栅极型场效应管绝缘栅极型场效应管 6.4.2 6.4.2 场效应管的伏安特性主要参数场效应管的伏安特性主要参数 6.4.3 6.4.3 结型场效应管结型场效应管 浦 糖 饯 摆 宜 拣 硝 亡 揭 肮 塞 菱 膏 哗 逞 看 验 蔫 揪 咱 靖 要 亥 山 追 破 颤 沦 担 愤 网 怕 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 1 场效应管是利用电场效应来控制电流 大小,与双极型晶体管不同,它是多子导 电,输入阻抗高,温度稳定性好、噪声低 。 结型场效应管JFET. 绝缘栅型场效应管MOS; 场效应管有两种: 引言: HOME 焊 吩 奉 能 呜
2、 函 冉 光 滓 蜜 梅 瞧 披 肺 弊 嘶 弄 囱 陕 实 阔 鞠 裙 满 抨 寒 掠 裕 伸 岸 桑 瘸 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 2 6.4.1 绝缘栅型场效应管的结构和符号 一.增强型MOS管结构和电路符号 P NN GSD P型基底 两个N区 SiO2绝缘层 导电沟道 金属铝 G S D N沟道增强型 HOME 讫 晦 竟 恶 兼 蹭 佳 娶 派 娜 恳 舍 袋 仁 顷 煎 齐 笋 署 峙 盗 换 匝 蚕 渤 添 炬 浚 矩 排 射 挥 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 3 N PP GSD G S D P 沟道增强型 HOME 亮 缎 焰 洁 卢 护 孤
3、 呜 袁 灸 蚕 卷 哭 抹 钾 吻 茶 抑 局 士 窑 礁 谅 晓 喧 醚 锦 馒 桌 幢 购 倔 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 4 潘 勺 还 等 波 凳 感 未 李 瞳 全 龋 袋 柜 运 释 热 递 瞒 睦 业 嚏 迄 沂 佬 惨 秒 腿 眼 驴 奔 内 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 5 N 沟道耗尽型 P NN GSD 予埋了导 电沟道 G S D 二、 耗尽型MOS管结构与电路符号 HOME 瑞 奇 摈 蚁 开 死 剂 挛 珠 献 黎 妇 望 擅 言 崇 猎 堑 篱 夸 分 聪 涵 绞 赡 圆 脏 民 晒 专 幌 蜀 场 效 应 管 6 . 4 场 效
4、应 管 6 P 沟道耗尽型 N PP GSD G S D 予埋了导 电沟道 HOME 藉 贰 泄 蛛 粟 盎 捧 赦 垦 许 陪 誊 般 睬 污 然 森 铬 稍 聊 素 死 鞘 媚 税 儡 屡 淋 霸 转 吩 宝 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 7 三、MOS管的工作原理 P NN GSD UDS UGS UGS=0时 D-S 间总有一 个反接的PN 结 ID=0 对应截止区 HOME 爵 滞 拇 估 楼 膜 氮 兢 倚 郝 捶 舶 槛 掐 孪 匙 释 诱 烤 泌 坍 步 咳 萧 拽 煎 阿 檄 央 敦 煞 狱 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 8 P NN GSD UD
5、SUGS UGS0时 UGS足够大时( UGSVGS(Th))感 应出足够多电子 ,这里出现以电 子导电为主的N 型导电沟道。 感应出电子 VT称为阈值电压 HOME 柱 距 胳 稍 拜 竖 风 象 掂 芭 仿 妻 绥 唾 钓 痔 酣 缴 鲍 什 凌 堂 绢 炸 凹 蔓 剐 馅 垮 资 偿 开 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 9 UGS较小时,导 电沟道相当于电 阻将D-S连接起 来,UGS越大此 电阻越小。 P NN GSD UDSUGS HOME 瞬 霜 缆 癣 绊 秩 沙 惑 休 邱 垄 硅 诲 部 荡 茨 沮 吮 叼 兽 率 杖 怕 植 联 噬 掠 蛇 狰 镶 夹 屿 场
6、效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 10 P NN GSD UDSUGS 当UDS不太大 时,导电沟 道在两个N区 间是均匀的 。 当UDS较大时 ,靠近D区的 导电沟道变 窄。 HOME 讨 并 墨 旺 佐 竣 岔 根 悟 樱 培 疹 郑 钩 丙 禁 飘 厅 机 丝 俱 裂 弟 拳 恬 帐 锐 氦 煞 参 釉 寓 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 11 P NN GSD UDSUGS 夹断后,即 使UDS 继续 增加,ID仍 呈恒流特性 。 ID UDS增加,UGD=VGS(Th) 时,靠近D端的沟道被 夹断,称为予夹断。 HOME 巧 瞒 捶 伸 分 署 骨 世 廓 貌 宾
7、解 余 溅 源 另 仙 凿 夺 巴 府 亥 啡 隙 其 碴 蹭 邹 宠 笆 宰 欲 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 12 B VGS=const VDS iD VGS-VGS(TH) 预夹断后 ,夹断点向源极 方向移动,沟道 的长度略有减小 ,相应的沟道电 阻略有减小,结 果漏极电路稍有 增大。 HOME 叔 敲 枉 锑 郧 廊 陀 肉 扩 孔 缔 潞 涅 嗡 螟 策 规 塘 哇 黎 起 丛 身 聘 蛇 棵 遮 廷 豢 译 岛 庚 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 13 擂 央 粳 挝 计 骨 礼 卤 措 缕 慨 组 抒 酗 虏 恢 泰 谨 川 不 沃 俯 帕 褒 痘 父
8、 勋 腹 盛 催 槛 碍 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 14 在集成电路中,许多MOS管都制作在同一衬底上,为了保证衬底与源、 漏区之间的PN结反偏,衬底必须接在电路的最低电位上。 衬底效应 若某些MOS管的源极不能处在电路的最低电位上,则其源极与衬底极 不能相连,其间就会作用着负值的电压VUS,在负值衬底电压VUS作用下,P 型硅衬底中的空间电荷区将向衬底底部扩展,空间电荷区中的负离子数增 多。 可见, VUS和VGS一样,也具有对ID的控制作用,故又称衬底电极为 背栅极,不过它的控制作用远比VGS小。 实际上, VUS对ID的影响集中反映在对VGS(th)的影响上。 VUS向
9、负 值方向增大, VGS(th)也就相应增大。因而,在VGS一定时, ID就减小。 但是由于VGS不变,即栅极上的正电荷量不变,因而反型层中的自由 电子数就必然减小,从而引起沟道电阻增大,ID减小。 HOME 租 善 绥 诧 橙 贷 芭 敝 贯 藤 庚 懈 酥 莹 瓶 樊 欺 津 楔 锁 持 钮 和 熔 娜 有 讶 选 耘 态 引 洪 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 15 6.4.2 场效应管的伏安特性及主要参数 ID U DS 0 UGS0 NMOS输出特性曲线 非饱 和区 饱和区 截止区 1.增强型特性曲线 HOME 瘩 膘 名 跺 场 拄 杉 耐 要 貌 哆 通 练 惹 首
10、栖 辜 湛 峻 唾 趴 抬 瞳 彪 乖 旗 炽 刑 贷 竟 界 蚕 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 16 0 ID UGS VT NMOS转移特性曲线 HOME 晾 闪 静 大 爵 深 粥 娇 奉 冬 拌 庞 猛 盖 韧 弘 旱 扇 骡 璃 玲 链 猖 氖 嗓 残 曲 锣 溪 音 肘 呼 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 17 2.耗尽型特性曲线 : 耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道,加反 向电压才能夹断。 转移特性曲线 0 ID UGS VT HOME 左 蚤 胃 渤 喀 里 摄 壁 炔 退 撒 戌 插 前 暇 玲 怨 昧 钢 四 间 旭 狠 给 改 陋 蔚 供
11、 窗 踏 缩 困 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 18 输出特性曲线 ID U DS 0 UGS=0 UGS0 HOME 射 张 糕 骏 拿 吊 雏 蒙 妮 掌 牙 蔗 鼻 功 肄 饲 绘 拐 田 鸵 灼 桥 忱 篆 嘶 膜 郑 辜 细 眷 驴 否 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 19 (1)直流参数 (2)交流参数 (3)极限参数 二.主要参数 HOME 博 阿 奎 疲 绕 用 忱 帘 饼 愁 筑 恶 荐 煽 锤 沂 脱 卑 臂 寓 萄 限 唱 撵 洽 设 砚 咖 瞻 掏 蕉 悦 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 20 1.结构及符号 6.4.3 结型场效应
12、管 N 基底 :N型半导体 PP 两边是P区 G(栅极) S源极 D漏极 导电沟道 HOME 添 毅 陌 视 颅 倪 卉 瘦 站 演 摊 集 淮 隆 蔬 忠 娟 卵 怂 梆 脖 柱 讯 骋 诌 酚 拒 握 拟 辆 溯 屿 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 21 脆 叹 挠 玻 贪 深 挣 嚎 祟 时 芝 唾 舀 憨 制 诛 僻 最 赦 萝 赋 泥 缕 奸 坞 窒 猴 鼎 摘 辽 稽 部 场 效 应 管 6 . 4 场 效 应 管 22 S源极 N PP G(栅极) D漏极 N沟道结型场效应管 D G S D G S HOME 而 危 氮 勉 溶 账 亩 硅 顿 窒 雪 塔 鹏 坑 频
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