電工電子技術(shù)課件：第二十九講 場效應(yīng)晶體管

1、第二十九講 場效應(yīng)晶體管1.6.1 N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管1.6 絕緣柵場效應(yīng)管SiO2結(jié)構(gòu)示意圖P型硅襯底源極S柵極G漏極D 襯底引線BN+N+DBSG符號1. 結(jié)構(gòu)和符號第1章 1.6SiO2結(jié)構(gòu)示意圖P型硅襯底耗盡層襯底引線BN+N+SGDUDSID = 0D與S之間是兩個PN結(jié)反向串聯(lián)，無論D與S之間加什么極性的電壓，漏極電流均接近于零。2. 工作原理(1) UGS =0第1章 1.6P型硅襯底N+BSGD。耗盡層ID = 0(2) 0 UGS UGS(th)N型導(dǎo)電溝道N+N+第1章 1.6UGS4321051015UGS =5V6V4V3V2VID /mAUDS =10V增強(qiáng)型

2、 NMOS 管的特性曲線 0123線性放大區(qū)可變電阻區(qū)246UGS / V3. 特性曲線UGs(th)輸出特性轉(zhuǎn)移特性 UDS / V第1章 1.6ID /mA結(jié)構(gòu)示意圖1.6.2 N溝道耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管P型硅襯底源極S漏極D 柵極G襯底引線B耗盡層1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理N+N+正離子N型溝道SiO2DBSG符號制造時,在二氧化硅絕緣層中摻入大量的正離子。第1章 1.6432104812UGS =1V2V3V輸出特性轉(zhuǎn)移特性耗盡型NMOS管的特性曲線 1230V1012123 UGS / V2. 特性曲線IDUGSUGs(off) UDS / VUDS =10V第1章 1.6ID /mA

3、ID /mAN型硅襯底N+BSGD。耗盡層PMOS管結(jié)構(gòu)示意圖P溝道1.6.3 P溝道絕緣柵場效應(yīng)管（PMOS）PMOS管與NMOS管互為對偶關(guān)系，使用時UGS 、UDS的極性也與NMOS管相反。 P+P+第1章 1.6UGSUDSID1. P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管開啟電壓UGS(th)為負(fù)值，UGSUGS(off)時關(guān)斷。 第1章 1.6在UDS =0時，柵源電壓與柵極電流的比值，其值很高。1.6.4 絕緣柵場效應(yīng)管的主要參數(shù)1. 開啟電壓UGS(th) 指在一定的UDS下，開始出現(xiàn)漏極電流所需的柵源電 壓。它是增強(qiáng)型MOS管的參數(shù)，NMOS為正，PMOS為負(fù)。2. 夾斷電壓 UGS(of

4、f) 指在一定的UDS下，使漏極電流近似等于零時所需的柵源電壓。是耗盡型MOS管的參數(shù)，NMOS管是負(fù)值，PMOS管是正值。3. 直流輸入電阻 RGS（DC）4. 低頻跨導(dǎo) gm UDS為常數(shù)時，漏極電流的微變量與引起這個變化的柵源電壓的微變量之比稱為跨導(dǎo),即第1章 1.6 另外，漏源極間的擊穿電壓U(BR)DS、柵源極間的擊穿電壓U(BR)GS以及漏極最大耗散功率PDM是管子的極限參數(shù)，使用時不可超過。gm=ID / UGS UGS =常數(shù) 跨導(dǎo)是衡量場效應(yīng)管柵源電壓對漏極電流控制能力的一個重要參數(shù)。 第1章 1.6場效應(yīng)管放大電路2.8.1 場效應(yīng)管共源極放大電路分壓式自偏壓共源極放大電路

5、+VDDRDC1C2RLuo RG2RS+CS+uiRG1RGSGDRG1VG =VDDRG2RG2+1. 靜態(tài)分析UGS = VG VS =RG1VDDRG2RG2+ID RSID=VGUGSRS當(dāng)VG UGS時,IDVGRSUDS = VDD ID ( RD + RS )第2章 2.82. 動態(tài)分析(1) 場效應(yīng)管的小信號簡化模型由場效應(yīng)管的特性曲線可知，當(dāng)信號幅度較小時，跨導(dǎo)gm 可視為常數(shù),因而可用一個線性的電壓控制電流源來等效代替場效應(yīng)管,即是場效應(yīng)管的小信號簡化模型。SDGugsgmugsiduds第2章 2.8畫出分壓式自偏壓共源極放大電路的微變等效電路RDRLRG1UoRG2 GDSRG UgsgmUgs(2) 電壓放大倍數(shù)UoUiAu=gm（RD/RL）=ri =RG + RG1 / RG2 (3) 輸入電阻(4) 輸出電阻ro = RD Ui第2章 2.82.8.2 場效應(yīng)管源極輸出器+VDDC1RLuo RG2RS+uiRG1RGSGD+C2 它是一個共漏極放大電路，靜態(tài)值的估算方法與共源極放大電路相同。 動態(tài)分析：第2章 2.8源極輸出器的微變等效電路1、電壓放大倍數(shù)ri =RG + RG1 / RG2 2、輸入電阻RLRG1UoRG2 GDSRG UgsgmUgsRSUiUoAu=gm（RS/RL）=1+gm