2.1_结型场效应管ppt课件

1、NPPg(栅极栅极)s源极源极d漏极漏极N沟道结型场效应管结构沟道结型场效应管结构基底基底 ：N型半导体型半导体两边是两边是P区区导电沟道导电沟道dgs5.3 结型场效应管结型场效应管PNNg(栅极栅极)s源极源极d漏极漏极P沟道结型场效应管结构沟道结型场效应管结构基底基底 ：P型半导体型半导体两边是两边是N区区导电沟道导电沟道dgsNgsdvDSvGSNNPiDP正常工作条件正常工作条件vDS为正值，为正值， vGS为负值。为负值。一、一、NJFET工作原理工作原理-+-（2vGS越负则越负则耗尽区越宽，导耗尽区越宽，导电沟道越窄电沟道越窄,电阻电阻越大，越大， iD越小。越小。vGS对沟道

2、导电能力对沟道导电能力的影响的影响（1当当vGS较较小时，耗尽区小时，耗尽区宽度有限，存宽度有限，存在导电沟道。在导电沟道。ds间相当于线性间相当于线性电阻。电阻。NJFET工作原理工作原理NgsdvDSNNPiDP-+-vGSvGS对沟道导电能力对沟道导电能力的影响的影响（3） vGS达到一定值达到一定值时夹断电压时夹断电压VP）,耗耗尽区碰到一起，尽区碰到一起，ds间被间被夹断，这时，即使夹断，这时，即使vDS 0V，漏极电流，漏极电流iD=0A。VP:夹断电压夹断电压两侧阻挡层相遇，两侧阻挡层相遇，沟道消失，沟道消失， iD0时的电压时的电压NJFET工作原理工作原理vDS对沟道导电能力

3、对沟道导电能力的控制的控制NgsdvDSvGSNNiD-+-PP源极：反偏电压源极：反偏电压vGS最小沟道最宽最小沟道最宽漏极：漏极： 反偏电压反偏电压vGDvGS vDS最大，沟道最大，沟道最窄最窄（1） vGDVP即即vDS0vGS0vGS0vGSVT或或VP放大：放大：vDSvGS-VT(或或VP)gsd增强型增强型MOSgsd耗尽型耗尽型MOS结型结型P沟道场效应管沟道场效应管dgsvGSiDvGSiDiDvGSvGS0vGS0vGS0vDS0vGSVT或或VPiD-v DSiD-v DSiD-v DS放大：放大：vDSvGS-VT或或VP）场效应管与三极管的比较场效应管与三极管的比较

4、1、场效应管是电压控制器，而三极管是电流、场效应管是电压控制器，而三极管是电流控制器件，场效应管输入电阻高，控制器件，场效应管输入电阻高， IGFET为为10101015 ，JFET为为1081012 ，三极管输入电阻在若干千欧，三极管输入电阻在若干千欧 以下。以下。2、场效应管只有多子参与导电，三极管多子、场效应管只有多子参与导电，三极管多子、少子少子 都参与导电，少子易受温度、辐射等都参与导电，少子易受温度、辐射等影响，所以影响，所以 FET比三极管抗辐射能力强。比三极管抗辐射能力强。3、IGFET比三极管噪声低，比三极管噪声低，JFET比比IGFET还要低。还要低。IGFET ：绝缘栅型

5、场效应管：绝缘栅型场效应管MOSFET概念上概念上属于属于IGFET）4、耗尽型、耗尽型IGFET的的 vGS可正可负，有的场效可正可负，有的场效应管应管 d 、s可以互换，所以可以互换，所以FET的电路设计的电路设计的灵活性更大。的灵活性更大。5、FET的输入电压动态范围较大可达几的输入电压动态范围较大可达几伏），三极管一般小于几百毫伏，但三极管伏），三极管一般小于几百毫伏，但三极管的输出电压动态范围较大，因为它的饱和压的输出电压动态范围较大，因为它的饱和压降仅零点几伏，而降仅零点几伏，而FET上升区转入恒流区的上升区转入恒流区的转折点处的电压约有几伏的缘故。转折点处的电压约有几伏的缘故。6

6、、MOSFET制造工艺简单，芯片面积很小，制造工艺简单，芯片面积很小，功耗很小，便于大规模集成。功耗很小，便于大规模集成。场效应管的使用注意事项场效应管的使用注意事项 1、电源极性按规定接入，注意不能超过极限、电源极性按规定接入，注意不能超过极限 参数的规定数值。参数的规定数值。 2、对、对JFET要注意栅源电压极性不要接反，要注意栅源电压极性不要接反，以免以免PN结正偏过流而烧坏管子。结正偏过流而烧坏管子。 3、MOSFET管的衬底和源极常连在一起，管的衬底和源极常连在一起，若需分开，则衬源电压使衬源的若需分开，则衬源电压使衬源的PN结反偏。结反偏。 4、对于、对于IGFET要特别注意栅极感

7、应电压过要特别注意栅极感应电压过高所造成的击穿问题高所造成的击穿问题 IGFET 有很高的输入电阻，栅极处于绝缘状有很高的输入电阻，栅极处于绝缘状态，因此若人体或其它物体在栅极上感应生成的电态，因此若人体或其它物体在栅极上感应生成的电荷很难被泄放掉，电荷在栅极的积累造成栅压的升荷很难被泄放掉，电荷在栅极的积累造成栅压的升高，由于一般的高，由于一般的 FET的极间电容很小，因此数量的极间电容很小，因此数量不多的电荷就会引起较高的电压，如果感应电压过不多的电荷就会引起较高的电压，如果感应电压过大，就会把二氧化硅绝缘层击穿，使管子在未经焊大，就会把二氧化硅绝缘层击穿，使管子在未经焊接和使用情况下就失

8、效或损坏了。接和使用情况下就失效或损坏了。 为了避免上述事故，关键要减小外界感应的影为了避免上述事故，关键要减小外界感应的影响，避免栅极的悬空，在保存响，避免栅极的悬空，在保存IGFET 时，可选用时，可选用导线将三个电极绕在一起等到已经形成栅极直流通导线将三个电极绕在一起等到已经形成栅极直流通路后再解开缠绕的导线，还应使用外壳接地良好的路后再解开缠绕的导线，还应使用外壳接地良好的电烙铁，最好是焊接时不加交流电，利用电烙铁余电烙铁，最好是焊接时不加交流电，利用电烙铁余热外壳仍接地更为安全。在测量及使用中，仔热外壳仍接地更为安全。在测量及使用中，仔细检查仪器、仪表的漏电及接地情况。细检查仪器、仪

9、表的漏电及接地情况。MOSFET只能用测试仪，不能用万用表。只能用测试仪，不能用万用表。考虑考虑对图中的各电路，对图中的各电路，决定场效应管的决定场效应管的（1沟道类型、沟道类型、（2电源极性、电源极性、（3耗尽型还是耗尽型还是增强型、增强型、（4结型管还是结型管还是MOS管。管。例5.3.1：设：DDPV18 ,-1 ,0.5,0DSSV VV ImA试确定Q点？g3g1g2R =10M ,R =2M ,R=47k ,30,2RdkRk解：由于解：由于IG=0, 在静态时无电流流过在静态时无电流流过Rg3, VG的大小仅取决于的大小仅取决于Rg2、Rg1对对VDD的分压，而与的分压，而与Rg3无关，因此有无关，因此有212-gGSGSDDDggRVVVVI RRR假设假设JFET工作在饱和区工作在饱和区, 则有则有20.5 (1) ()1GSDVImA47 18(2)( )200047GSDVIV所以所以2D0.5 (10.4-2) ()DIImA0.5DSSImA0.420.22GSQDQVIV ID不应该大于不