《场效应管介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《场效应管介绍（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、场效应管原理 场效应管是只有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 出电流的半导体器件。有 N 沟道器件和 P 沟道器件。有结型场效应三极管 JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管 IGFET( Insula ted Gate Field Effec t Transis ter)之分。IGFET 也称金属- 氧化物-半导体三极管 MOSFET Metal Oxide Semiconductor FET。1.1 1.1.1MOS场效应管MOS场效应管有增强型Enhancement MOS或EMOS。和耗尽型(Deplet
2、ion)MOS 或DMOS。两大类，每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电 极：D(Drain)称为漏极，相当双极型三极管的集电极；G(Gate)称为栅极，相当于双极型三极管的基极；S(Source)称为源极，相当于双极型三极管的发射极。 增强型MOS(EMOS)场效应管一、工作原理 1沟道形成原理当VGS=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会 在D、S间形成电流。当栅极加有电压时，假设0 VVGSVVGS( th)时，通过栅极和衬底间的电容作用, 将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗 尽层。耗尽层中的少子将向表层运动
3、，但数量有限，缺乏以形成沟道，所以仍 然缺乏以形成漏极电流ID。进一步增加VGS，当VGSVGS(七人)时VGS(th)称为开启电压由于此时的 栅极电压已经比拟强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子， 可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极 电流ID。在栅极下方形成的导电沟1线性电子电路教案道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层inversion layer随着VGS的继续增加，ID将不断增加。在VGS=0V时ID=0,只有当VGS VGS(th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。转移特性曲线的斜率gm的大小反映
4、了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm的 量纲为mA/V，所以gm也称为跨导。跨导的定义式如下：cons tDS二二VGSDVIgmAA (单位mS)2. VDS对沟道导电能力的控制当VGSVGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压VDS对漏极电流ID的 影响o VDS的不同变化对沟道的影响如图3-2所示。根据此图可以有如下关系 VDS=VDGVGS= VGDVGSVGD=VGSVDS当VDS为0或较小时，相当VGDVGS( th),沟道呈斜线分布。在紧靠漏极处， 沟道到达开启的程度以上，漏源之间有电流通过。当VDS增加到使VGD=VGS(th)时，相当于VDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开
5、 启的情况，称为预夹断，此时的漏极电流ID根本饱和。当VDS增加到VGDVGS(th) 时，预夹断区域加长，伸向S极。VDS增加的局部根本降落在随之加长的夹断 沟道上，ID根本趋于不变。abc图3-2漏源电压VDS对沟道的影响当VGSVGS(th),且固定为某一值时，VDS对ID的影响，即 iD=f(vDS) VGS二const这一关系曲线如二、伏安特性输出特性曲线转移特性曲线1. 非饱和区非饱和区Nonsaturation Region是沟道未被预夹断的工作区，又称可变电 阻区。由不等式VGSVGS( th)、VDSVGS-VGS( th)限定。漏极电流表达式： 2)th(GSGSoxnD)VV(l2WCI 二卩在这个工作区内，ID受VGS控制。3. 截止区和亚阈区VGSVGS(off) 、VDSD
