三極管及放大電路-MOS場(chǎng)效應(yīng)管及放大電路（電子技術(shù)課件）

N溝道和P溝道MOSFET1.結(jié)構(gòu)及符號(hào)2.5.1N溝道和P溝道MOSFET一、N溝道增強(qiáng)型MOSFET高摻雜耗盡層SiO2絕緣層2.工作原理iD隨uDS增大而增大，可變電阻區(qū)反型層uGS=UGS（th）時(shí)，ds連通2.工作原理uGD=uGS(th)預(yù)夾斷uDS的增大用來(lái)克服夾斷區(qū)增大的電阻，iD幾乎只受uGS影響3.轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線UGS(th)開(kāi)啟電壓可變電阻區(qū)恒流區(qū)，iD幾乎只受uGS影響1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)二、P溝道增強(qiáng)型MOSFET高摻雜耗盡層SiO2絕緣層2.工作原理uGS=UGS（th）時(shí)，d、s連通iS隨IuDSI增大而增大，可變電阻區(qū)3.轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)三、N溝道耗盡型MOSFET高摻雜耗盡層反型層SiO2絕緣層預(yù)埋有正離子2.工作原理uGS＞0、uGS=0、uGS＜0，時(shí)，溝道都保持導(dǎo)通；且G、S間因有SIO2絕緣層，故G、S間電阻非常大。uGS=0時(shí)，導(dǎo)電溝道就存在uGS小到一定值時(shí)，導(dǎo)電溝道才夾斷3.轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線UGS(off)夾斷電壓可變電阻區(qū)恒流

區(qū)，iD幾乎只受uGS影響1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)

四、P溝道耗盡型MOSFET高摻雜耗盡層反型層帶負(fù)電絕緣層2.工作原理uGS=0時(shí)，溝道存在，uGS＜0時(shí)，溝道加寬，uGS＞0時(shí)，溝道變窄；可變電阻區(qū)，iS隨IuDSI增大而增大，恒流區(qū)，iS僅取決于uGS。3.轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管及使用注意事項(xiàng)1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)2.5.2結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管及使用注意事項(xiàng)N型導(dǎo)電溝道柵極漏極源極一、N溝道JFET耗盡區(qū)2.工作原理uGS的控制作用：PPPNPPP(1)uGS=0時(shí)，溝道最寬，電阻最?。?2)VGS(off)＜uGS＜0時(shí)，溝道變窄，電阻變大；(3)VGS(off)=uGS＜0時(shí)，溝道合攏，電阻趨于無(wú)窮大。uDS的控制作用：UGG(uGS)PNPPNPPPUGG(uGS)UGG(uGS)(4)UGS(off)＜uGS＜0，當(dāng)uDS＞0，并逐漸加大時(shí)，iD增大，uGD=uGS-uDS，

逐漸減小，漏極耗盡層變寬，溝道變窄，呈楔形；(5)

當(dāng)uGD=uGS-uDS=UGS(off)時(shí)，溝道漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷，iD達(dá)到最大；(6)當(dāng)uGD＜UGS(off)時(shí)，夾斷處向源極延長(zhǎng)iD=IDSS，不再增大。3.轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線可變電阻區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)夾斷區(qū)1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)

二、P溝道JFET柵極源極漏極耗盡區(qū)2.工作原理uGS的控制作用：（1）uGS=0時(shí)，溝道最寬，電阻最??；（2）VGS(off)>uGS>0時(shí)，溝道變窄，電阻變大；（3）VGS(off)=uGS>0時(shí)，溝道合攏，電阻趨于無(wú)窮大。NPNNPNNNNPNNPNNPN

（2）當(dāng)uGD=uGS-uDS=UGS(off)時(shí)，溝道漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷，

達(dá)到最大；

（1）UGS(off)＜uGS＜0，當(dāng)uDS＞0，并逐漸加大時(shí)，

增大，uGD=uGS-uDS

逐漸減小，漏極耗盡層變寬，溝道變窄，呈楔形；（3）當(dāng)uGD>UGS(off)時(shí)，夾斷處向源極延長(zhǎng),不再增大。uDS的控制作用：3.轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線恒流

區(qū)，iD幾乎只受uGS影響可變電阻區(qū)夾斷區(qū)三、場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)及使用注意事項(xiàng)

（一）場(chǎng)效應(yīng)管的主要性能參數(shù)

1.開(kāi)啟電壓UGS

(th)和夾斷電壓UGS(off)。

uDS為某定值(如8V)下漏極電流iD等于某一微小電流(如10μA)所需最小uGS值。

對(duì)于增強(qiáng)型MOS管為開(kāi)啟電壓UGS(th),對(duì)于結(jié)型或耗盡型MOS管為夾斷電壓UGS(off)。3.直流輸入電阻RGS在漏、源極間短路的條件下，柵、源極之間所加直流電壓與柵極直流電流之比值。一般IGFET的RGS>109

Ω，而JFET的RGS>107

Ω。對(duì)JFET管子，IDSS是最大輸出電流。2.飽和漏極電流IDss耗盡型管子參數(shù)，uGS=0時(shí)，放大區(qū)的漏極電流。4.低頻跨導(dǎo)(互導(dǎo))gm

uDS為某定值時(shí)，漏極電流iD的微變量和引起它變化的uGS微變量之比值。即：

gm反映了柵源電壓uGS對(duì)漏極電流iD的控制能力，是表征FET放大能力的重要參數(shù)(對(duì)應(yīng)于BJT的β)，單位為S(西門子)，也常用mS(即mA/V)或μS(即μA/V)。FET的gm一般為幾毫西。1.

最大漏極電流IDM管子正常工作時(shí)允許的最大漏極電流。2.

最大耗散功率PDMPDM=uDSiD,它受管子最高工作溫度限制。（二）主要極限參數(shù)3.

漏源擊穿電壓U(BR)DS漏、源極間能承受的最大電壓。uDS再增大時(shí)，iD會(huì)急劇上升(管子擊穿)。4.

柵源擊穿電壓U

(BR)GS柵、源極間能承受的最大電壓。（三）場(chǎng)效應(yīng)管的主要特點(diǎn)及使用注意事項(xiàng)

（1）FET是電壓型控制器件，柵極基本上不取電流，輸人電阻很高，因此常用作高輸人阻抗的輸人級(jí)。

（2）在FET中，參與導(dǎo)電的只是多子，不易受溫度、輻射等外界因素的影響。1.FET的主要特點(diǎn)

（3）FET的噪聲比BJT小，尤其是JFET的噪聲更小。

（4）MOS管的制造工藝簡(jiǎn)單，所占用的芯片面積小(僅為雙極型管的15%)，

而且功耗信小，適用于大規(guī)模集成，在大、中規(guī)模數(shù)字集成電路中得到了廣泛應(yīng)用。2.場(chǎng)效應(yīng)管的使用注意事項(xiàng):

（1）MOS管的襯底和源極通常連接在一起，若需分開(kāi)，則襯源間的電壓要保證襯源間PN結(jié)為反向偏置，即對(duì)于NMOS管應(yīng)uGS<0,對(duì)于PMOS管應(yīng)uGS>0。

（2）因MOS管的輸人電阻極高，使得柵極的感應(yīng)電荷不易泄放，柵、源間易產(chǎn)生高的感應(yīng)電壓，造成管子被擊穿。為此，應(yīng)避免柵極懸空

及減少