场效应三极管

1、第四节 场效应三极管 结型场效应管绝缘栅场效应管场效应管的主要参数下页总目录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。分类：结型场效应管绝缘栅场效应管增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道N沟道P沟道P沟道下页上页首页一、结型场效应管1. 结构N型沟道耗尽层gdsgdsP+P+N沟道结型场效应管的结构和符号栅极漏极源极下页上页首页2. 工作原理uGS = 0uGS UGS(off)uGS UGS(off) 当uDS 0 时， uGS 对耗尽层和 iD 的影响。NP+P+VGGVDDgdsNP+P+VDDgds沟道变窄， iD 较小。下页上页首页NP+P+iDiSV

2、GGVDDP+P+iDiSVGGVDDuGS 0，uGD= UGS(off)，uGS UGS(off) ，uGD UGS(off)，iD 0， 导电沟道夹断。iD更小， 导电沟道预夹断。下页上页首页动画3. 特性曲线 转移特性iD = f（uGS）|uDS=常数gdsmAVVIDVGGVDD场效应管特性曲线测试电路沟道结型场效应管转移特性IDSSUGS(off)饱和漏极电流栅源间加反向电压 uGS UGS(th)时形成导电沟道VGG导电沟道的形成假设uDS = 0 ，同时uGS 0 靠近二氧化硅的一侧产生耗尽层，若增大uGS ，则耗尽层变宽。又称之为反型层导电沟道随uGS 增大而增宽。下页上页

3、首页uDS对导电沟道的影响uGS为某一个大于UGS(th)的固定值，在漏极和源极之间加正电压，且uDS UGS(th)则有电流iD 产生，iD使导电沟道发生变化。当uDS 增大到uDS =uGS - UGS(th)即uGD = uGS - uDS = UGS(th) 时，沟道被预夹断， iD 饱和。P型衬底N+N+sgdBVGGN型沟道VDDuDS对导电沟道的影响下页上页首页 特性曲线IDOUGS(th)2UGS(th)预夹断轨迹可变电阻区恒流区iD/mAuDS/VOuGS/ViD/mAO当uGS UGS(th)时下页上页截止区转移特性曲线可近似用以下公式表示：首页2. N沟道耗尽型MOS场效

4、应管预先在二氧化硅中掺入大量的正离子，使uGS = 0 时，产生N型导电沟道。当uGS 0 时，沟道变宽，iD 增大。gdsB下页上页首页P型衬底N+N+sgdBN型沟道+ + + + + +动画耗尽型： uGS = 0 时无导电沟道。增强型： uGS = 0 时有导电沟道。特性曲线IDSSUGS(off)预夹断轨迹可变电阻区恒流区IDSSiD/mAuDS/VOuGS=0-2-1+1+2uGS/VOiD/mA下页上页截止区首页三、 场效应管的主要参数1. 直流参数 饱和漏极电流 IDSS是耗尽型场效应管的一个重要参数。它的定义是当栅源之间的电压uGS等于零，而漏源之间的电压uDS大于夹断电压时

5、对应的漏极电流。 夹断电压 UGS(off)是耗尽型场效应管的一个重要参数。其定义是当uDS一定时，使iD减小到某一个微小电流时所需的uGS值。下页上页首页 开启电压 UGS(th)UGS(th)是增强型场效应管的一个重要参数。其定义是当uDS一定时，使漏极电流达到某一数值时所需加的uGS值。 直流输入电阻 RGS栅源之间所加电压与产生的栅极电流之比。结型场效应管的RGS一般在107以上，绝缘栅场效应管的RGS更高，一般大于109。下页上页首页2. 交流参数 低频跨导gm用以描述栅源之间的电压uGS对漏极电流iD的控制作用。 极间电容 场效应管三个电极之间的等效电容，包括CGS 、 CGD和CDS 。极间电容愈小，管子的高频性能愈好。一般为几个皮法。下页上页首页3. 极限参数 漏极最大允许耗散功率PDM漏极耗散功率等于漏极电流与漏源之间电压的乘积，即