1.3场效晶体管课件

1.3场效晶体管

半导体三极管是利用输入电流控制输出电流的半导体器件，称为电流控制型器件。

场效晶体管是利用输入电压产生电场效应来控制输出电流的器件，称为电压控制器件。

根据结构和工作原理不同，场效晶体管可分为{结型（JFET）绝缘栅型（MOSFET）1.3.1

结型场效晶体管

1．符号和分类结型场效晶体管的电路符号和外形如图所示。三个电极：漏极（D），源极（S）和栅极（G），D和S可交换使用，电路符号和外形如图所示。。

结型场效晶体管可分为P沟道和N沟道两种，在电路符号中用箭头加以区别。1.3场效晶体管

2．电压放大作用场效晶体管的放大电路如图所示。场效晶体管共源极电路中，漏极电流受栅源电压控制。

场效晶体管是电压控制器件，具有电压放大作用。1.3场效晶体管1.3.2

绝缘栅场效晶体管栅极与漏、源极完全绝缘的场效晶体管，称绝缘栅场效晶体管（MOSFET）。

输入电阻很大，在1012

以上。

它也有N沟道和P沟道两大类，每一类中又分为增强型和耗尽型两种。1.3场效晶体管

1．电路符号和分类

①N沟道—箭头指向内。沟道用虚线为增强型，用实线为耗尽型，N沟道称NMOS管。

②P沟道—箭头指向外。沟道用虚线为增强型，用实线为耗尽型，P沟道称PMOS管。1.3场效晶体管四种场效晶体管的电路符号如图所示。

P沟道增强型

N沟道耗尽型

P沟道耗尽型

N沟道增强型

2．结构和工作原理（1）结构1.3场效晶体管

②在源区和漏区之间的衬底表面覆盖一层很薄的绝缘层，再在绝缘层上覆盖一层金属薄层，形成栅极（G）。

①N型区引出两个电极：漏极（D）、源极（S）。

③从衬底基片上引出一个电极，称为衬底电极。以N沟道增强型MOSFET为例

。

（2）工作原理

①当VGS=0

，在漏、源极间加一正向电压VDS

时，漏源极之间的电流ID=0

。

②

当VGS>VT

，在绝缘层和衬底之间感应出一个反型层，使漏极和源极之间产生导电沟道。在漏、源极间加一正向电压VDS

时，将产生电流ID

。总结：

VGS越大，导电沟道越宽，沟道电阻越小，ID越大。则通过调节VGS可控制漏极电流ID

。（3）输出特性和转移特性（与晶体管类似）。1.3场效晶体管

3．电压放大作用

MOS场效晶体管放大电路与结型场效晶体管放大电路的工作原理相似。

N沟道耗尽型场效晶体管的VGS可取负值，取正值和零均能正常工作。通常将增强型MOS管简写为EMOS，耗尽型MOS管简写为DMOS。1.3场效晶体管1.3.3

MOSFET和三极管的比较

1．MOSFET温度稳定性好。

2．MOSFET输入电阻极高，因此，MOSFET放大级对前级的放大能力影响极小。

3．MOSFET存放时，应使栅极与源极短接，避免栅极悬空。

4．MOSFET的源极和漏极可以互换使用。

1.3场效晶体管本章小结

2．晶体二极管的核心是PN结，故具有单向导电性。二极管属于非线性器件，其伏安特性是非线性的。二极管的门坎电压，硅管约0.5V，锗管约0.2V。导通电压，硅管约0.7V，锗管约0.3V。

1．本征半导体内存在两种载流子：自由电子和空穴。杂质半导体有P型和N型两种，P型半导体中空穴是多子，N型半导体中自由电子是多子。PN结是在P型半导体与N型半导体交界面附近形成的空间电荷区，也叫阻挡层或耗尽层。PN结具有单向导电性，即正偏时导通，反偏时截止。

4．MOS管是一种电压控制器件。MOS管的优点是：输入阻抗高、受幅射和温度影响小、集成工艺简单。超大规模集成电路主要应用MOS管。

3．晶体三极管是一种电流控制器件，它以较小的基极电流控制较大的集电极电流，以较小的基极电流变化控制较大的集电极电流变化。所谓电流放大作用，实质上就是这种“小控制大”，“小变化控制大变化”的作用。三极管有PNP型和NPN型两大