场效应管的基本特性.ppt

1,场效应晶体管及其应用 学习目标: 1了解各种场效应晶体管的结构，掌握它们的转移特性、输出特性以及主要参数。 2掌握场效应晶体管的静态偏置电路与静态分析方法。 3掌握场效应晶体管共源极放大器、共漏极放大器（源极跟随器）的微变等效电路与主要性能参数。,2,本章内容 3.1 场效应晶体管的基本特性 3.2 共源极场效应晶体管放大电路 3.3 源极输出器 小结,3,场效应管的特点 1.场效应管是一种电压控制器件。 它是利用输入端的电场效应来控制其输出电流的大小，从而实现放大。 2.场效应管工作时，参与导电的只有多子一种载流子，因此又称为单极性型器件； 而三极管称为双极性器件，参与导电的有多子和少子两种载流子。,3.1 场效应晶体管的基本特性,4,3.分类：根据结构不同，场效应管分为两大类， 结型场效应管和绝缘栅型场效应管。 1）结型场效应管：利用半导体内的电场效应来控制其漏极电流的大小 2）绝缘栅场效应管：利用半导体表面的电场效应来控制漏极的电流 绝缘栅型场效应管-简称“MOS”管 引线电极：金属铝 绝缘介质：二氧化硅 MOS管特点：输入电阻很大，且制作工艺简单，便于集成-实际中得到广泛的应用,5,耗尽型绝缘栅场效应晶体管,增强型绝缘栅场效应晶体管,场效应晶体 管,结型场效应晶体管,绝缘栅场效应晶体管,P沟道结型场效应晶体管,N沟道结型场效应晶体管,P沟道增强型,N沟道耗尽型,P沟道耗尽型,N沟道增强型,6,3.1.1 结型场效应晶体管-耗尽型,结型场效应管(JFET) ，它是利用半导体内的电场效应来工作的，因而也称为体内场效应器件。 按导电沟道的不同 ，有N沟道和P沟道两类。 1、结型场效应管结构与符号（P78）,7,2、结型场效应晶体管特性曲线（P78）,1）输出特性曲线（P78）,8,UGS(off)uDS0,2）转移特性曲线（P79）,9,Idss ：饱和漏源电流. 指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流. UGS （ OFF ） 或UP： 夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压.,10,3.1.2 绝缘栅型场效应晶体管MOS管,1、 结构和符号 N沟道耗尽型（P80）,N沟道增强型,N沟道耗尽型,11,P沟道增强型和耗尽型绝缘栅场效应管（P80）,P沟道增强型,P沟道耗尽型,12,2、特性曲线 增强型NMOS 管输出特性（P80）,13,增强型NMOS 管转移特性（P80）,iD当uGSUGS(th) 时产生的电流 IDO：UGS=2VT时对应的电流 VT：开启电压,14,3.1.3 场效应晶体管的特性参数（P82）,1. 性能参数,（1）开启电压UGS(th):是增强型MOS管特有的参数。它是指uDS为一固定值（如10V），使iD等于某一微小电流（如10A）时所需要的最小uGS值。 （2）夹断电压UGS(off):是耗尽型MOS管和结型管的参数。它是指uDS为一固定值（如10V），而使iD减小到某一微小电流（如10A）时的uGS值。,15,（3）饱和漏极电流IDSS:是耗尽型MOS管和结型管的参数。它是指在uGS时，使管子出现预夹断时的漏极电流。 IDSS也是结型管所能输出的最大电流。 （4）直流输入电阻RGS:是指在漏、源极间短路的条件下，栅、源极之间所加直流电压与栅极直流电流的比值。 一般JFET的RGS107， 而IGFET(MOS管)的RGS109。,16,（5）低频跨导（互导）gm: 是指在uDS为某一定值时，漏极电流iD的微变量和引起它变化的uGS微变量的比值，即,场效应管低频跨导gm一般为几毫西门子,单位：西门子（S） gm反映了栅源电压uGS对漏极电流iD的控制能力，是表征场效应管放大能力的一个重要参数（对应于三极管的）。,17,2. 极限参数,（1）最大漏极电流IDM: 是指管子在工作时允许的最大漏极电流。 （2）最大耗散功率PDM: 最大耗散功率PDMuDSIDM，它受管子的最高温度的限制，与三极管的PCM相似。,18,（4）栅源击穿电压U(BR)GS: 它是栅、源极间所能承受的最大电压。击穿会造成短路现象，使管子损坏。 （3）漏源击穿电压U(BR)DS: 它是漏、源极间所能承受的最大电压，也就是使iD开始急剧上升（管子击穿）时的uDS值。,19,3.1.4 场效应管与晶体管的比较（P83） 1）场效应管是电压控制型器件，而三极管是电流控制型器件。 两种晶体管均可获得较大的电压放大倍数。 2）场效应管只有多子参与导电；三极管内既有多子又有少子参与导电 3）少子受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。,电子技术,20,补： MOS管的外形封装及引脚判别,21,22,23,24,3.1.5 MOS管使用的注意事项,1）MOS管有四个引脚，便于使用者根据电路需要连接，通常P衬底接低电位， N衬底接高电位 但在有的电路中，需要将源极和衬底连在一起，目的是：为了减轻源极与衬底之间的电压对MOS管导电性能的影响 2）场效应管的漏极和源极可以互换。如果厂家已将源极和衬底相连的，则不能互换。,电子技术,25,3）场效应管的栅源电压不能接反。 4）场效应管在不使用存放时，各个电极要短接在一起，防止外界静电感应电压过高时击