MOS管教程PPT课件

掌握内容：JFET特性的比较理解内容：JFET的特性及参数了解内容：JFET的结构、工作原理；重点：NMOSFET及其共源放大电路（CS电路）难点：N沟道增强型MOSFET的工作原理本章学时：6,第四章场效应管放大路,第四章场效应管放大路,主要内容：,4.1结型场效应管,4.2MOS场效应管,4.3场效应管的主要参数,4.4场效应管放大电路,小结,引言,场效应管FET(FieldEffectTransistor),类型：,结型JFET(JunctionFieldEffectTransistor),绝缘栅型IGFET(InsulatedGateFET),特点：,1.单极性器件(一种载流子导电),3.工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低,2.输入电阻高(1071015，IGFET可高达1015),4.1结型场效应管,1.结构与符号,N沟道JFET,P沟道JFET,2.工作原理,uGS0，uDS0,此时uGD=UGS(off)；,沟道楔型,耗尽层刚相碰时称预夹断。,预夹断,当uDS，预夹断点下移。,3.转移特性和输出特性,UGS(off),当UGS(off)uGS0时,O,O,一、增强型N沟道MOSFET(MentalOxideSemiFET),4.2MOS场效应管,1.结构与符号,P型衬底,(掺杂浓度低),用扩散的方法制作两个N区,在硅片表面生一层薄SiO2绝缘层,用金属铝引出源极S和漏极D,在绝缘层上喷金属铝引出栅极G,S源极Source,G栅极Gate,D漏极Drain,2.工作原理,1)uGS对导电沟道的影响(uDS=0),反型层(沟道),1)uGS对导电沟道的影响(uDS=0),a.当UGS=0，DS间为两个背对背的PN结；,b.当0UGS(th)时：,uGS=2UGS(th)时的iD值,开启电压,O,4.输出特性曲线,可变电阻区,uDS107,MOSFET：RGS=1091015,4.低频跨导gm,反映了uGS对iD的控制能力，单位S(西门子)。一般为几毫西(mS),O,PDM=uDSiD，受温度限制。,5.漏源动态电阻rds,6.最大漏极功耗PDM,4.4场效应管放大电路,4.4.2场效应管电路小信号等效电路分析法,4.4.1场效应管放大电路的组态,4.4.1场效应管放大电路的组态,三种组态：,共源、共漏、共栅,特点：,输入电阻极高，噪声低，热稳定性好,一、直流偏置电路,1.自给偏压电路,栅极电阻RG的作用：,(1)为栅偏压提供通路,(2)泻放栅极积累电荷,源极电阻RS的作用：,提供负栅偏压,漏极电阻RD的作用：,把iD的变化变为uDS的变化,UGSQ=UGQUSQ=IDQRS,2.分压式自偏压电路,调整电阻的大小，可获得：,UGSQ0,UGSQ=0,UGSQ0,例1耗尽型N沟道MOS管，RG=1M，RS=2k，RD=12k，VDD=20V。IDSS=4mA，UGS(off)=4V，求iD和uO。,iG=0,uGS=iDRS,iD1=4mA,iD2=1mA,uGS=8V,UGS(off),增根,uGS=2V,uDS=VDDiD(RS+RD)=2014=6(V),uO=VDDiDRD=2014=8(V),在放大区,例2已知UGS(off)=0.8V，IDSS=0.18mA，求“Q”。,解方程得：IDQ1=0.69mA，UGSQ=2.5V(增根，舍去),IDQ2=0.45mA，UGSQ=0.4V,4.4.2场效应管电路小信号等效电路分析法,小信号模型,从输入端口看入，相当于电阻rgs()。,从输出端口看入为受ugs控制的电流源。,id=gmugs,一、场效应管等效电路分析法,例3gm=0.65mA/V，ui=20sint(mV)，求交流输出uo。,10k,4k,交流通路,小信号等效电路,ui=ugs+gmugsRS,ugs=ui/(1+gmRS),uo=gmuiRD/(1+gmRS),=36sint(mV),二、性能指标分析,1.共源放大电路,有CS时：,无CS时：,RS,Ri、Ro不变,2.共漏放大电路,io,Ro,小结,第4章,场效应管,1.分类,按导电沟道分,N沟道,P沟道,按结构分,绝缘栅型(MOS),结型,按特性分,增强型,耗尽型,uGS=0时，iD=0,uGS=0时，iD0,增强型,耗尽型,(耗尽型),2.特点,栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流,输入电阻高，工艺简单，易集成,由于FET无栅极电流，故采用转移特性和输出特性描述,3.特性,不同类型FET转移特性比较,结型