模擬電子技術第四節(jié) 場效應三極管.

1、第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管N基底基底 ：N型半導體型半導體PP兩邊是兩邊是P區(qū)區(qū)G(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極結型場效應管結構結型場效應管結構導電溝道導電溝道第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管NPPG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極N溝道結型場效應管溝道結型場效應管DGSDGS第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管PNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結型場效應管溝道結型場效應管DGSDGS第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管一、一、 NN溝道溝道結型場效應管結型場效應管N溝道結型場效應管

2、的結構和符號第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管2GS(off)GSDSSD)1 (UuIi時）當0(GSGS(off) uU場效應管特性曲線測試電路溝道結型場效應管轉移特性第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管N溝道結型場效應管的漏極特性第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管PNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結型場效應管溝道結型場效應管DGSDGS二、二、 P P溝道結型場效應管溝道結型場效應管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管UDS=0V時時PGSDUDSUG

3、SNNNNIDPN結反偏，結反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越越大則耗盡區(qū)越寬，導電溝道越寬，導電溝道越窄。窄。第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V時時NNUGS越大耗盡區(qū)越寬，越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。溝道越窄，電阻越大。但當?shù)擴GS較小時，耗盡較小時，耗盡區(qū)寬度有限，存在導區(qū)寬度有限，存在導電溝道。電溝道。DS間相當于間相當于線性電阻。線性電阻。第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管PGSDUDSUGSNNUDS=0時時UGS達到一定值時達到一定值時（夾斷電壓夾斷電壓UGS(off)）,耗盡區(qū)碰到一起，耗盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，間被夾斷，這

4、時，這時，即使即使UDS 0V，漏極，漏極電流電流ID=0A。ID第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管PGSDUDSUGSUGS0、UGD UGS(off)時耗盡區(qū)的形狀時耗盡區(qū)的形狀NN越靠近漏端，越靠近漏端，PN結反壓越大結反壓越大ID第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管PGSDUDSUGSUGS UGS(off)且且UDS較大時較大時UGD UGS(off)時耗盡區(qū)的形狀時耗盡區(qū)的形狀NN溝道中仍是電阻溝道中仍是電阻特性，但是是非特性，但是是非線性電阻。線性電阻。ID第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管GSDUDSUGSUGS UGS(off) UGD= UGS(off)時時NN漏

5、端的溝道被夾斷，漏端的溝道被夾斷，稱為稱為預夾斷。預夾斷。UDS增大則被夾斷增大則被夾斷區(qū)向下延伸。區(qū)向下延伸。ID第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管GSDUDSUGSUGS UGS(off) UGD= UGS(off)時時NN此時，電流此時，電流ID由未由未被夾斷區(qū)域中的載被夾斷區(qū)域中的載流子形成，基本不流子形成，基本不隨隨UDS的增加而增的增加而增加，呈恒流特性。加，呈恒流特性。ID第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管UGS0IDIDSSUGS(off)飽和漏極電流飽和漏極電流夾斷電壓夾斷電壓轉移特性曲線轉移特性曲線一定一定UDS下的下的ID-UGS曲線曲線第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管

6、場效應三極管預夾斷曲線預夾斷曲線IDU DS2VUGS=0V1V3V4V5V可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)夾斷區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)輸出特性曲線輸出特性曲線0第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管 結型場效應管的缺點：結型場效應管的缺點：1. 柵源極間的電阻雖然可達柵源極間的電阻雖然可達107以上，但在以上，但在某些場合仍嫌不夠高。某些場合仍嫌不夠高。3. 柵源極間的柵源極間的PN結加正向電壓時，將出現(xiàn)結加正向電壓時，將出現(xiàn)較大的柵極電流。較大的柵極電流。絕緣柵場效應管可以很好地解決這些問題。絕緣柵場效應管可以很好地解決這些問題。2. 在高溫下，在高溫下，PN結的反向電流增大，柵源結的反向電流增大，柵源極

7、間的電阻會顯著下降。極間的電阻會顯著下降。第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管三、絕緣柵場效應管三、絕緣柵場效應管1.結構和電路符號結構和電路符號PNNGSDP型基底型基底兩個兩個N區(qū)區(qū)SiO2絕緣層絕緣層導電溝道導電溝道金屬鋁金屬鋁GSDN溝道增強型溝道增強型第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管N 溝道耗盡型溝道耗盡型PNNGSD預埋了導預埋了導電溝道電溝道 GSD第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管NPPGSDGSDP 溝道增強型溝道增強型第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管P 溝道耗盡型溝道耗盡型NPPGSDGSD預埋了導預埋了導電溝道電溝道 第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極

8、管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管2()GSDDOGS(th)uiIU第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管四、場效應管的主要參數(shù)四、場效應管的主要參數(shù)第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管DSDmGSuigu常數(shù)第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管第四節(jié)第四節(jié) 場效應三極管場效應三極管五、場效應管與晶體管的比較五、場效應管與晶體管的比較1.晶體管是流控元件晶體管是流控元件,場效應管是壓控元件場效應管是壓控元件,柵極不柵極不取電流，但放大倍數(shù)較低。取電流，但放大倍數(shù)較低。2.場效應管是多子導電，單極型，溫度穩(wěn)定性好。場效應管是多子導電，單極型，溫度穩(wěn)定性好。3.場