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1、场效应晶体管Field Effect TransistorFET场效应晶体管FET场效应管与三极管不同，它是利用多子 导电，属于单极型晶体管.结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管MOSFET场效应管有两种:N沟道P沟道耗尽型增强型 耗尽型增强型绝缘栅场效应管（IGFET）绝缘栅场效应管的栅极与其他电极绝缘 。它利用栅源间电压所产生的电场效应控制 半导体内载流子的运动。根据 绝缘 材料 的不 同分 为：金属氧化物半导体场效应管 （简称MOSFET或MOS管）金属氮化硅半导体场效应管 （简称MNSFET或MNS管）金属氧化铝半导体场效应管 （简称MALSFET）N沟道增强型MOSFET增强型NMO
2、S管的结构示意图(立体图)简称增强型NMOS管增强型NMOS的剖面图源极S漏极D栅极 GSiO 2 绝 缘 层SiO2 SiO2N+型半导体耗尽区利用掺杂浓度较 低的P型硅片作基 片（衬底），并 引出电极衬底B 在两个高掺杂浓 度的N型半导体上 引出两个电极： 源极S、漏极D。在SiO2绝缘层上 沉积出铝层并引 出栅极G。P 衬 底金属衬底B由于栅极和源极、漏极、衬底之间相互绝缘 ，故称绝缘栅场效应管。增强型NMOS管的工作原理(一) uGS对iD及导电沟道的控制作用 1. uGS=0MOS管的源极和衬底通常是接在一起的 (大多数管子在出厂前已连接好)。增强型NMOS管的漏极d和源 极s之间有
3、两个背靠背的PN结 即使加上漏-源电压uDS， 而且不论uDS的极性如何 ，总有一个PN结处于反 偏状态，漏-源极间没有 导电沟道，只有很小的 漂移电流。这时漏极电 流iD0。 2. uGS0 但uGSUT且为一确定值时) 当uDS= 0时，沟道里没有电子的定向运动，iD=0； 当uDS0但较小（uDSUT) ，源漏极两端沟道的厚度不相 等。漏极电流iD沿沟道产生的电 压降使沟道内各点与栅极间的 电压不再相等，靠近源极一端 的电压最大，这里沟道最厚； 而漏极一端电压最小，其值为 因而这里沟道最薄。所以iD随 uDS近似呈线性变化。 图(a) 随着uDS的增大，靠近漏极的沟道越来越薄，当uDS增
4、加到使 uGD=uGS-uDS=UT(或uDS=uGS-UT)时，沟道在漏极一端出现预夹断 ，即只要uDS再增加一点，沟道就被夹断，成为耗尽区。图(b) 再继续增大uDS， (uGD 0,但无栅流 当 uG S UT 时，导电沟 道形成，iD 0。 （ iD 为 10A） 外加正栅压越大，沟道 越宽，沟道电阻越小， iD越大，NMOS管处于 导通状态开启电 压UTNMOS管的UT为正值，一般在 25V之间耗尽型NMOS管的结构示意图N沟道耗尽型MOSFET耗尽型NMOS管在制造过 程中就形成了导电沟道， 即uGS=0时就有导电沟道 ，所以只要uDS 0，漏极 就有电流。耗尽型NMOS管的符号箭
5、头方向从P型沟道指向N区 输出特性曲线：输出特性曲线：如果在栅极上加上正电 压，指向衬底的电场将 增强，沟道加宽。uGS 越大，沟道越宽，漏极 电流越大。当uGS UT 0(开启电压）UGS UT D S导通（几百欧）D S断开1 MOS 管非门MOS管截止2.MOS 管导通（在可变电阻区）真值表0 11 0AY+VDD +10V RD 20 kBGDSuIuO1.+ -uGS+-uDS故2. CMOS反相器CMOS电路Complementary -Symmetry MOS互补对称式MOST2(负载管）T1 (驱动管）PMOS管NMOS管T1 : ONT2: OFFOFFON同一电平:+UDD
6、SDADSGF1) 结构“0” (0V)UGS0 截止“1” (+UDD)2) 工作原理 UA=0V“0” (0V)UGS UT UT 0 导通“1” (+UDD)F UA=UDD 3. CMOS与非门&ABFF =+UDDAFT2T1BT3T4SSSSGG工作原理:结构:0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0A B T1 T2 T3 T4 F4. CMOS或非门A B T1 T2 T3 T4 FABFF =+UDDFAT2T1BT3T4GGSSS工作原理:结构:0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 实现线与 电路如右图所示，逻辑关系为:一、集电极开路的与非门（OC门） （Open Collector)二 、三态输出与非门（TS门）(Three State)三种状态高电平低电平高阻状态（禁止状态）标准与非门输出状态&ABF符号：功能表：0 （工作状态）输出E接低电平时 为工作状态1 高阻状态 （禁止状态）用途 主要作为TTL电路与总线（BUS)间的接口电路公用总线E1E2E3用公用总线分时传送不同数据译码器&A1 B1E1 &A2 B2E2 &A3 B3E3 门工作 门工作 门工作
