模擬電子技術基礎（課堂PPT）

1、集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.1場效應晶體管及其電路分析場效應晶體管及其電路分析 第一篇第一篇 電子器件基礎電子器件基礎集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.21.3.1場效應晶體管結構特性與參數(shù)場效應晶體管結構特性與參數(shù) 1、絕緣柵場效應管(IGEFT) vNMOS增強型結構示意圖與電路符號（2）三個集：源集，柵（門）集，漏集（1）二個PN結：襯源，襯漏工藝特點：源漏高摻雜柵絕緣電阻大NMOS結構集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.31、絕緣柵場效應管(IGEFT)（續(xù)） vPMOS增強型結構示意圖與電路符號（2）三個集：源集，柵（門）集，漏集（1）二

2、個PN結：襯源，襯漏工藝特點：源漏高摻雜柵絕緣電阻大集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.42、NMOS增強型工作原理（1）VGS增加形成反型層，大于VT產(chǎn)生溝道，漏源之間形成導電通路 *襯源和 襯漏之間加反向偏置*集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.52、NMOS增強型工作原理（續(xù)1）（2）加入VDS形成漏源電流 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.62、NMOS增強型工作原理（續(xù)2）（3）繼續(xù)加大VGS， 溝道變寬，溝道R變小，ID增加*場效應管是電壓控制型器件*場效應管導電由N+的多子形成，單極型器件，T特性好*NMOS工作原理1集成電子技術基礎教程集成

3、電子技術基礎教程CJQ.72、NMOS增強型工作原理（續(xù)3）（4）繼續(xù)加大VDS， ID適當增加，源-漏電位逐步升高，溝道預夾斷集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.82、NMOS增強型工作原理（續(xù)4）（5）預夾斷后繼續(xù)加大VDS，溝道夾斷，ID恒定*漏源增加的電壓降在夾斷區(qū)*NMOS工作原理2集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.93、N溝道耗盡型MOSFET （1）SIO2中預埋正離子（3）GS負到V GS(off)(VP示)，溝道消失（2）VGS=0時就存在內建電場，形成溝道集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.104、結型場效應管(JFET) （1）N溝道

4、和P溝道JFET結構與符號*JFET正常工作時，兩個PN結必須反偏 *NJFET *PJFET *集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.11（2）N溝道JFET的工作原理*VDD=0，溝道寬度隨VGG增而窄，溝道R增，ID降，耗盡型*集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.12（2）N溝道JFET的工作原理（續(xù)1） *VGG不變，VDD增加，溝道上窄下寬ID線性增，直至預夾斷*初始溝道寬度由VGG決定*集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.13（2）N溝道JFET的工作原理（續(xù)2） *VGG不變，預夾斷后VDD增加，增加的電壓降在溝道上，ID不變*集成電子技術基礎教

5、程集成電子技術基礎教程CJQ.145、場效應管類型（1）絕緣柵型（Insulated Gate Type） FET N溝道（Channel）增強（Enhancement）型MOSN溝道耗盡（Depletion）型MOSP溝道增強型MOSP溝道耗盡型 MOS（2）結型（Junction Type）JFET N溝道(耗盡Depletion)型JFETP溝道(耗盡Depletion)型JFET集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.15v場效應管的典型應用輸出回路電流由輸入電壓控制輸入回路產(chǎn)生電壓VGSDmGSIgV三端器件構成2個回路場效應管的主要半導體機理 電壓控制電流源作用集成電子技術

6、基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.161、增強型NMOS場效應管伏安特性（1）增強型NMOS管轉移特性 2()(1)DSGSDGSvconstDOTvif vIV*場效應管是電壓控制型器件*n場效應晶體管特性參數(shù)場效應晶體管特性參數(shù) * IDO漏極電流當VGS =2VT *0Gi 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.17（2）增強型NMOS管輸出特性 (a)截止區(qū)：GSTVV(b)可變電阻區(qū)(?)：*VDS較小，溝道未夾斷ID受其影響*(c)放大區(qū)：*VDS足夠大溝道夾斷，ID不隨VDS變化*1、增強型NMOS場效應管伏安特性（續(xù)1）集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ

7、.182)1 (PGSDSSDVvIi*IDSS，VGS=0時漏極電流*2、耗盡型MOS場效應管和結型FET伏安特性*轉移特性*輸出特性*0Gi 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.193、場效應管的主要參數(shù) (1)直流參數(shù) 增強型管開啟電壓V GS(th)(VT) 耗盡型管夾斷電壓V GS(off)(VP) 耗盡型管在VGS=0時的飽和區(qū)漏極電流IDSS VDS=0時，柵源電壓VGS與柵極電流IG之比-直流輸入電阻R GS(DC) 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.20(2)交流參數(shù) 低頻跨導(互導)gm22(1)DSDmvconstGSDSSGSDDSSDGSPP

8、PigvIVdiIIdVVVV 或交流輸出電阻rds constvDDSdsGSivr(3)極限參數(shù) 最大漏源電壓V(BR)DS：漏極附近發(fā)生雪崩擊穿時的VDS 最大柵源電壓V(BR)GS：柵極與源極間PN結的反向擊穿電壓 最大耗散功率P 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.213、場效應管工作狀態(tài)估算例1:VDD=18V,Rs=1K，Rd=3K，Rg=3M，耗盡型MOS管的VP=-5V,IDSS=10mA。試用估算法求電路的靜態(tài)工作點 221()(1)10(1) ()5GSQDQsDQGSQGSQDQDSSPVIRIVVIIV 輸入回路方程轉移特性()8 ()DSQDDDdsVV

9、IRRV輸出回路方程2.5,2.5DQGSQImA VV 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.22例2:分壓式自偏壓共源放大電路中，已知轉移特性，VDD=15V,Rd=5k,Rs=2.5k,R1=200k，R2=300k，Rg=10M，負載電阻RL=5k，并設電容C1、C2和Cs足夠大。已知場效應管的特性曲線試用圖解法分析靜態(tài)工作點Q，估算Q點上場效應管的跨導gm （1）輸入回路方程 162.512GSQDDDQsDRVVIRIRRVGSQ=3.5VIDQ=1mA（2）輸出回路方程 ()7.5DSQDDDQdsVVIRRV2(1)GSDDOTvIIV/2/mDGSDODQTgdid

10、vIIV集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.23例5：分析圖示VGS=2/4/6/8/10V/12V時，場效應管工作區(qū) (1)由圖可知VT=4V, 當VGSVT工作在截止區(qū) VGS=2/4V工作在截止區(qū).集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.24(2) VGSVT(4V)工作在放大區(qū)或可變電阻區(qū) (,)()(,)DGSDSDSDDDdIf VVVVI R輸出特性曲線輸出回路方程 負載線*顯然4 VGS10V可變電阻區(qū) 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.25(3)VtVVSGSsin68|DSDmVGSIgV常數(shù)*恒流區(qū)內ID近似只受VGS控制 集成電子技術基

11、礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.26例6：N溝道結型場效應管和 PNP雙極型三極管組成的恒流源電路。估算恒流值.(設IDSS=2mA,夾斷電壓VP=-4V) *假定在恒流區(qū) 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.27集成電路分類 *二極管、三極管、場效應管、電阻、電容，連線* 集成電路-同一塊硅片制作特殊功能電路 *SSI ，MSI，LSI，VLSI，模擬/數(shù)字，各種功能IC* 1.2.6 1.2.6 集成電路中的電子器件集成電路中的電子器件 *器件之間通過SiO2， PN結隔離* 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.281.1.復合管復合管 （達林頓管，Darling

12、ton ）*兩只或以上的三極管(場效應管)按一定方式連接*集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.29* * * *常見常見達林頓管組合集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.30（1）等效復合管的管型取決于第一只管子的類型 （2）等效復合管的12 （3）等效復合管的輸入電流可大大減小，第1只管可采用小功率管 （4）復合管也可由晶體管和場效應管或多個晶體管組合 * * *等效復合管的特性等效復合管的特性集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.312.2.多集電極管和多發(fā)射極管多集電極管和多發(fā)射極管 （1）集電極電流與集電區(qū)面積成正比 （2）制作多個具有比較穩(wěn)定電流關系的電流源 *比例關系可做得很精確*多集電極管 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.32（1）常作為門電路的輸入級電路*多發(fā)射極極管 集成電子技術基礎教程集成電子技術基礎教程CJQ.333.3.肖特基三極管肖特基三極管 （1）肖特基三極管結構*普通三極管由飽和轉入截止時間（飽和放大截止）較長*開啟電壓僅0.3V，正向壓降0.4V*普通三極管集電結并接一個肖特基勢壘二極管(SBD)