电子技术基础 课件 第3章 场效应管

第三章场效应管及其放大电路晶体三极管是一种电流控制元件(iB~iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道N沟道P沟道FET分类：

绝缘栅场效应管结型场效应管

场效应管（FieldEffectTransistor简称FET）是一种电压控制器件(UGS~iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。

FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。3.1结型场效应管P＋P＋N型半导体N沟道GDS用扩散的方法制作两个P区N型半导体的中间为导电沟道从N型半导体两端引出两个电极，作为源极S和漏极D从两个P区引出电极，作为栅极G耗尽层1.结构与符号二、工作原理

N沟道结型场效应管用改变UGS大小来控制漏极电流ID的。GDSNN型沟道栅极源极漏极P+P+耗尽层*在栅极和源极之间加反向电压(即uGS＜0)，耗尽层会变宽，导电沟道宽度减小，使沟道本身的电阻值增大，漏极电流ID减小，反之，漏极ID电流将增加。

*耗尽层的宽度改变主要在沟道区。动画特性曲线（1）输出特性曲线场效应管的输出特性是指当栅源电压uGS为某一定值时，漏极电流iD与漏源电压uDS之间的关系，即分为3个区域，即可变电阻区、恒流区和夹断区，分别类似于三极管的饱和区、放大区和截止区。下图为N沟道JFET的转移特性曲线。uGS＝0时的iD称为饱和漏电流，用IDSS表示。

uGS

越大，iD越小，直观地反映了uGS对iD的控制作用。（2）转移特性曲线场效应管的转移特性是指当漏源电压uDS为某一定值时，漏极电流iD与栅源电压uGS的关系，即夹断电压UGS,off

二.绝缘栅型场效应管由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称MOS场效应管。特点：输入电阻可达109

以上。类型N沟道P沟道增强型耗尽型UGS=0时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；UGS=0时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。N沟道P沟道P型衬底N+N+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耗尽层S—源极SourceG—栅极Gate

D—漏极Drain1.增强型N沟道MOS管的结构和符号衬底BSDG符号中的箭头表示从P区（衬底）指向N区（N沟道），虚线表示增强型。在栅极电压作用下，漏区和源区之间形成导电沟道。在漏极电压作用下，源区电子沿导电沟道行进到漏区，产生自漏极流向源极的电流。改变栅极电压，控制导电沟道的导电能力，使漏极电流发生变化。2.增强型MOS管的基本工作原理：动画特性曲线N沟道增强型MOS管的输出特性曲线和转移特性曲线分别如图（a）、（b）所示。（a）输出特性（b）转移特性N沟道增强型MOS管的输出特性曲线也分为可变电阻区、恒流区和夹断区。由于uGS≥UGS,th

时沟道才形成，即有iD产生，因此转移特性曲线从UGS,th

开始，而当uGS＜UGS,th

时iD=0。开启电压UGS,th

3.N沟道耗尽型MOSFET

在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当uGS=0时，这些正离子已经感应出导电沟道。注意比较增强与耗尽型两种场效应管符号特性曲线N沟道耗尽型MOS管的特性曲线如图所示，其输出特性曲线也可分为可变电阻区、恒流区和夹断区。由其转移特性曲线可知，uGS=0时，iD=IDSS；随着uGS的减小，iD也减小，当uGS=

UGS,off时，iD≈0；当uGS＞0时，iD＞IDSS

。（a）输出特性（b）转移特性DSGBDSGBDSGBDSGBN沟道P沟道增强型N沟道P沟道耗尽型MOSFET本章小结1．半导体材料中有两种载流子：电子和空穴。电子带负电，空穴带正电。在纯净半导体中掺入不同的杂质，可以得到N型半导体和P型半导体。2．采用一定的工艺措施，使P型和N型半导体结合在一起，就形成了PN结。PN结的基本特点是单向导电性。3．二极管是由一个PN结构成的。其特性可以用伏安特性和一系列参数来描述。4．BJT是由两个PN结构成的。工作时，有两种载流子参与导电，称为双极性晶体管。BJT是一种电流控制电流型的器件，改变基极电流就可以控制集电极电流。BJT的特性可用输入特性曲线和输出特性曲线来描述。BJT有三个工作区：饱和区、放大区和截止区。5．FET分为JFET和MOSFET两种。工作时只有一种载流子参与导电，因此称为单极性晶体管。FET是一种电压控制电流型器件。改变其栅源电压就可以改变其漏极电流。FET的特性可用转移特性曲线和输出特性曲线来描述。3.14图3-36所示为MOSFET的转移特性，分别说明各属于何种类型。如果是增