场效应三极管.pptx-淘文阁

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1、场效应三极管中参与导电的只有一种极性的载流子场效应三极管中参与导电的只有一种极性的载流子（多数载流子），故称为单极型三极管。（多数载流子），故称为单极型三极管。分类：分类：结型场效应管结型场效应管绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管增强型增强型耗尽型耗尽型N N沟道沟道P P沟道沟道N N沟道沟道N N沟道沟道P P沟道沟道P P沟道沟道第1页/共23页1.1.结构结构N N型型沟沟道道耗耗尽尽层层g gd ds sg gd ds sP P+P P+N沟道结型场效应管的结构和符号栅栅极极漏极漏极源极源极 1.4.1 结型场效应三极管第2页/共23页 UGS导电沟道宽度 ID 通过改变加在PN结上的反向

2、偏压（栅源电压UGS）的大小来改变耗尽层的宽度，进而改变导电沟道的宽度，以达到控制沟道漏极电流的目的。漏极电流ID 受控于 UGS。当漏极电流为零时所对应的栅源电压UGS称为夹断电压UGS（off）。2.2.工作原理工作原理第3页/共23页2.2.工作原理工作原理u uGS GS=0=0u uGSGS 0 0u uGS GS=U UGS(off)GS(off)当当u uDS DS=0=0 时，时，u uGS GS 对耗尽层和导电沟道的影响。对耗尽层和导电沟道的影响。I ID D=0=0I ID D=0=0N N型型沟沟道道g gd ds sP P+P P+N N型型沟沟道道g gd ds sP

3、 P+P P+g gd ds sP P+P P+第4页/共23页沟道较宽沟道较宽，i iD D 较大。较大。i iS S=i iD Di iD Di iS Si iD Di iS Su uGSGS=0=0u uGS GS 0 U UGS(off)GS(off)u uGDGD U UGS(off)GS(off)第5页/共23页N NP P+P P+i iD Di iS SV VGGGGV VDDDDP P+P P+i iD Di iS SV VGGGGV VDDDDi iD D 0 0，导电沟道夹断。导电沟道夹断。i iD D更小，更小，导电沟道预夹断。导电沟道预夹断。u uGS GS 0 0，

5、形成导电沟道形成导电沟道V VGGGG导电沟道的形成导电沟道的形成假设假设u uDS DS=0=0，同时同时u uGSGS 0 0 靠近二氧化硅的一侧产生耗尽层，靠近二氧化硅的一侧产生耗尽层，若增大若增大u uGSGS ，则耗尽层变宽。，则耗尽层变宽。又称之为反型层又称之为反型层导电沟道随导电沟道随u uGS GS 增大而增宽。增大而增宽。第12页/共23页UDS 对导电沟道的影响(UGS UGS(TH)a.UDS UGS UGS(TH)预夹断后，沟道电阻很大，UDS 逐渐增大，ID 基本不变。第13页/共23页特性曲线特性曲线I IDODOU UGS(th)GS(th)2 2U UGS(t

6、h)GS(th)预夹断轨迹预夹断轨迹可变可变电阻区电阻区恒流区恒流区i iD D/mA/mAu uDSDS/V/VO Ou uGSGS/V/Vi iD D/mA/mAO O当当u uGSGS U UGS(th)GS(th)时时截止区截止区转移特性曲线可近似用以下公式表示：转移特性曲线可近似用以下公式表示：第14页/共23页2.N2.N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSMOS场效应管场效应管预先在二氧化硅中掺入大预先在二氧化硅中掺入大量的正离子，量的正离子，使使u uGSGS=0 =0 时，时，产生产生N N型导电沟道。型导电沟道。当当u uGS GS 0 0 时，沟道变宽，时，沟道变宽，i iD D

7、增大。增大。g gd ds sB BP P型衬底型衬底N N+N N+s sg gd dB BN N型沟道型沟道+第15页/共23页特性曲线特性曲线I IDSSDSSU UGS(off)GS(off)预夹断轨迹预夹断轨迹可变可变电阻区电阻区恒流区恒流区I IDSSDSSi iD D/mA/mAu uDSDS/V/VO Ou uGSGS=0=0-2-2-1-1+1+1+2+2u uGSGS/V/VO Oi iD D/mA/mA截止区截止区第16页/共23页 1.4.3 场效应管的主要参数一、直流参数开启电压UGS(th)(或UT):栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。夹断电压UGS

8、(off)(或UP):UDS一定，iD减小到某个微小电流所需的UGS。饱和漏极电流IDSS:耗尽型场效应管,当UGS=0、漏源之间的电压UDS大于夹断电压UGS(off)时所对应的漏极电流。输入电阻RGS:场效应管的栅源输入电阻值，对于结型场效应管，反偏。对于绝缘栅型场效应管,RGS约是1091015第17页/共23页二、交流参数低频跨导gm 低频跨导反映了栅源电压对漏极电流的控制作用，单位是mS。.极间电容场效应管三个电极之间的等效电容，极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。一般为几个皮法。第18页/共23页三、极限参数漏极最大允许耗散功率PDM 由场效应管允许的温升决定，最大漏极功耗：P

9、DM=UDS ID。漏源击穿电压 U(BR)DS 当漏极电流 ID 急剧上升产生雪崩击穿时的 UDS。栅源击穿电压U(BR)GS 场效应管工作时，栅源间 PN 结处于反偏状态，若UGS U(BR)GS，PN 将被击穿，这种击穿与电容击穿的情况类似，属于破坏性击穿。第19页/共23页P沟道MOSFETP沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同。P沟道MOS管和N沟道MOS管的主要区别在于作为衬底的半导体材料的类型不同，PMOS管是以N型硅作为衬底，而漏极和源极从P区引出，形成的反型层为P型，相应的沟道为P型沟道。对于耗尽型PMOS管，在二氧化硅绝缘层中掺入的是负离子。使用时，供电电

10、压的极性与NMOS管相反。增强型PMOS管的开启电压UGS（th）是负值，而耗尽型的P沟道场效应管的夹断电压UGS(off)是正值。第20页/共23页 FET BJT导电方式单极型双极型载流子运动方式漂移扩散漂移控制方式压控流控输入电阻高低热稳定性好差噪声小大抗辐射能力强差第21页/共23页本章小结1半导体材料中有两种载流子，电子带负电，空穴带正电。在纯净半导体中掺入不同的杂质，可以得到N型半导体和P型半导体。2采用半导体扩散工艺，形成结合在一起的P型和N型半导体，就构成PN结。PN结的基本特点是单向导电性。二极管由一个PN结构成的。其特性可以用伏安特性等参数来描述。3双极型三极管是由靠得很近的两个PN结构成。工作时，有两种载流子参与导电。它是电流控制型器件，改变基极电流就可以控制集电极电流。它的特性可用输入特性曲线和输出特性曲线来描述。4场效应管分为结型和绝缘栅型两种。工作时只有一种载流子参与导电。它是一种电压控制型器件。改变其栅源电压就可以改变其漏极电流。它的特性可用转移特性曲线和输出特性曲线来描述。第22页/共23页谢谢您的观看！第23页/共23页

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