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1、模拟电路精品课程课件,第5章半导体三极管和场效应管及其应用,5.91 结型场效应管5.92 绝缘栅场效应管5.93 场效应管的主要参数、 特点及使用注意事项,第5章半导体三极管和场效应管及其应用,5.91 结型场效应管,学习目标：1.熟悉场效应管的结构、分类 2.了解场效应管的的工作原理、主要参数和应用,学习重点：1. MOSFET管的结构特点2.结型场效应三极管的特性曲线,5.91 结型场效应管,一、结型场效应管的结构（以N沟为例）,两个PN结夹着一个N型沟道。三个电极：g：栅极d：漏极s：源极,N沟道,P沟道,符号：,5.91 结型场效应管,二、结型场效应管的工作原理,1.栅源电压对沟道的
2、控制作用,夹断电压UP使导电沟道完全合拢（消失）所需要的栅源电压uGS。,在栅源间加负电压uGS ，令uDS =0当uGS=0时，导电沟道最宽。当uGS时，沟道电阻增大。当uGS到一定值时 ，沟道会完全合拢。,5.91 结型场效应管,2 .漏源电压对沟道的控制作用,在漏源间加电压uDS ，令uGS =0当uDS=0时， iD=0。,uDSiD 沟道变窄,当uDS ,使uGD=uGS- uDS=UP时，预夹断。,uDS再，预夹断点下移。,预夹断前， uDSiD 。 预夹断后， iDSiD 几乎不变。,5.91 结型场效应管,三、 结型场效应三极管的特性曲线,1 .输出特性曲线： iD=f（ uD
3、S ）uGS=常数,5.91 结型场效应管,输出特性曲线分为四个区：,（a）可变电阻区（预夹断前), iD = gm uGS（放大原理）,（b）恒流区（预夹断后),（c）夹断区（截止区）,（d）击穿区,可变电阻 区,恒流区,击穿区,截止区,5.91 结型场效应管,2.转移特性曲线： iD=f（ uGS ）uDS=常数,例：作uDS=10V的一条转移特性曲线。,返回,第5章半导体三极管和场效应管及其应用,5.92 绝缘栅场效应管,学习目标：1.熟悉N沟道增强型MOS管的结 构和符号、工作原理 2.了解N沟道耗尽型MOSFET的特点,学习重点：绝缘栅场效应管的结构特点,5.92绝缘栅场效应管,绝缘
4、栅型场效应管 MOSFET。分为：增强型 N沟道、P沟道耗尽型 N沟道、P沟道,一、N沟道增强型MOS管1.结构 4个电极：漏极D， 源极S，栅极G和衬底B,栅源电压uGS的控制作用,2.工作原理,当uGS=0V时，管子截止。,5.92绝缘栅场效应管,再增加uGS纵向电场将P区少子电子聚集到P区表面形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id。,开启电压（UT）刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。,特性：uGS UT，管子截止，uGS UT，管子导通。uGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压uDS作用下，漏极电流ID越大。,当uGS0V时纵向电场将靠近栅 极下方的空穴向下排斥耗尽层
5、。,5.92绝缘栅场效应管,转移特性曲线： iD=f(uGS)uDS=const,可根据输出特性曲线作出移特性曲线。例：作uDS=10V的一条转移特性曲线：,UT,5.92绝缘栅场效应管,一个重要参数跨导gm：,gm=iD/uGS uDS=const (单位mS)gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。,5.92绝缘栅场效应管,二、N沟道耗尽型MOSFET,特点：当uGS=0时，就有沟道，加 入uDS，就有iD。当uGS0时，沟道增宽，iD 进一步增加。当uGS0时，沟道变窄，iD 减小。,夹断电压（UP）沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS,5.92绝缘栅场效应管,三、P沟道耗尽型MOSF
6、ET,P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。,四、 MOS管的主要参数,（1）开启电压UT （2）夹断电压UP （3）跨导gm ：gm=iD/uGS uDS=const （4）直流输入电阻RGS 栅源间的等效电阻。由于MOS管栅源间有sio2绝缘层，输入电阻可达1091015。,返回,第5章半导体三极管和场效应管及其应用,3.3 场效应管的主要参数、 特点及使用注意事项,学习目标：1.熟悉场效应管的主要参数及特点 2.熟悉FET和BJT的性能差异及FET的使用方法,学习重点：1. FE
7、T和BJT的性能差异及FET的使用方法,5.93 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项,1. 开启电压UT栅源电压小于开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。,2.夹断电压UP当uGS=UP时,漏极电流为零。,3.饱和漏极电流IDSS当uGS=0时所对应的漏极电流。,4.输入电阻RGS结型场效应管:RGS大于107 MOS场效应管: RGS可达1091015。,5.低频跨导gm 反映了栅压对漏极电流的控制作用。,一、场效应管的主要参数,5.93 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项,二、双极型和场效应型三极管的比较,5.93 场效应管的主要参数、特点及使用注意事项,1.保存MOS管应使三个电
8、极短接，避免栅极悬空。2. 场效应晶体管:4个管脚，漏极与源极可互换使用。3个管脚，漏极与源极不能互换。3.在使用场效应管时，要注意漏源电压、漏源电流及耗散功率等，不要超过规定的最大允许值。,三、 FET使用注意事项,返回,第5章半导体三极管和场效应管及其应用,小 结,1FET分为JFET和MOSFET两种，工作时只有一种载流子参与导电，因此称为单极性型晶体管。FET是一种压控电流型器件，改变其栅源电压就可以改变其漏极电流。2.场效应管具有输入电阻高、噪音小、功耗低等特点，常用的有结型场效应管和绝缘栅极场效应管两种。场效应管是一种电压控制元件，而三极管是一种电流控制元件。场效应管按其导电沟道分为N型沟道和P型沟道两种；他们所加的电源电压极性相反；绝缘场效应管按其导电沟道的形成，有耗尽型和增强型两种。,第5章半导体三极管和场效应管及其应用,思考题,1.场效应管的结构、分类、工作原理。2.场效应管的特性曲线、参数。3.场效应管的特点、使用注意事项。,返回,
