《场效应管教程》PPT课件.ppt

1、,1.4.1 结型场效应管,1.4.3 场效应管的主要参数,1.4.4 场效应管与晶体管的比较,1.4.2 绝缘栅型场效应管,1.4 场效应管, 电子技术论坛 电子发烧友,场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。,从场效应三极管的结构来划分，它有两大类。 1.结型场效应三极管JFET (Junction type Field Effect Transister),2.绝缘栅型场效应三极管IGFET ( Insulated Gate Field Eff

2、ect Transister) IGFET也称金属氧化物半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）,1.4 场效应管,N沟道,P沟道,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,（耗尽型）,分类：,1.4 结型场效应管, 结构, 工作原理, 输出特性, 转移特性, 主要参数,一、 JFET的结构和工作原理,二、 JFET的特性曲线及参数,1.4.1 结型场效应三极管,结构 它是在N型半导体硅片的两侧扩散高浓度P离子区，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。 P区即为栅极，N型硅的一端是漏极，另一端是源极。,导电沟道： 漏源之间的非耗尽层区域。,

3、源极，用S或s表示,N型导电沟道,漏极，用D或d表示,JFET的结构和工作原理,结构：,# 符号中的箭头方向表示什么？,一、结型场效应三极管的工作原理,根据结型场效应三极管的结构，只能工作在反偏的条件下， N沟道结型场效应三极管只能工作在负栅压（uGS0，实现栅源电压对漏极电流的控制。现以N沟道为例说明其工作原理。,1、栅源电压对沟道的控制作用,uDS=0，uGS对导电沟道的控制： uGS=0，导电沟道宽； uGS0，PN结反偏，形成耗尽层，沟道将变窄，ID减小，uGS继续减小，沟道继续变窄，ID继续减小直至为0。 漏极电流为0时，沟道消失，所对应的栅源电压uGS称为夹断电压UGS(off)。

4、,2、漏源电压对沟道的控制作用,uGS=固定值（ U GS(off)0）， uDS对iD的影响： uDS=0， iD0 漏源电压uDS0，漏、源间将形成多子的漂移运动，产生漏 极电流iD，（负值）uGD=uGS-uDS将随之变化（减小）。 靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从左至右呈楔形 分布，如图所示。,当uDS增加，uGD反偏电压增加，沟道电阻取决于（栅源电压一定）uGS，iD随uDS线性增大，漏源间呈电阻特性。 （负值）uGD=（负值）U GS(off)时，靠漏极处出现预夹断，如图 (b)所示。当uDS继续增加，漏极处的夹断继续向源极方向生长延长。 （负值）uGD （负值）U GS(of

5、f)时，沟道夹断使iD减小；漏源间电场使iD增大。 则uDS变化iD几乎不变，只与uGS有关。恒流特性。, VGS对沟道的控制作用,当VGS0时,（以N沟道JFET为例）,当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP （ 或VGS(off) ）。,对于N沟道的JFET，VP 0。,PN结反偏,耗尽层加厚,沟道变窄。,VGS继续减小，沟道继续变窄,当VGS=0时，,VDS,ID ,G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。,当VDS增加到使VGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。,此时VDS ,夹断区延长,沟道电阻,ID基本不变,3、uGS和u

6、DS同时作用时,当uGDU GS(off)时， uGS对iD的影响：,导电沟道夹断，漏电流对应栅源电压。实现电压控制电流。,对于同样的uDS ， iD的值随uGS减小而减小。 对应电流放大系数是低频跨导gm。,uGD=uGS-uDS U GS(off),综上分析可知,沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。,JFET是电压控制电流器件，iD受uGS控制,预夹断前iD与uDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。,# 为什么JFET的输入电阻比BJT高得多？,JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因 此iG0，输入电阻很高。,JFET的特性曲线有两条，一是转移特性曲线， 二是输出特性曲线。它与MOSFET的特性曲线基本 相同， MOSFET的栅压可正、可负， 结型场效应三极管的栅压只能是P沟道的为正或N沟道的为负。,二、 JFET的特性曲线及参数,# JFET有正常放大作用时，沟道处于什么状态？,二、 JFET的特性曲线及参数,2. 转移特性,1. 输出特性,可变电阻区：预夹断轨迹、近似直线、斜率的倒数为等