場效應(yīng)管與其放大電路課件

第二章半導(dǎo)體放大器件及其基本放大電路

主講：楊霓清電話：（手機(jī)）Email:2005-11-13第二章半導(dǎo)體放大器件及其基本放大電路主講：1思考題：

1.溫度升高時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)將如何變化？為何會(huì)產(chǎn)生如此的變化？

2.穩(wěn)定Q點(diǎn)的偏置電路是哪種？

3.穩(wěn)定Q點(diǎn)的措施有哪些？

4.單管小信號(hào)放大器由幾種組態(tài)？哪一種組態(tài)放大器的功率增益最大，哪種放大器的輸入電阻最大，而輸出電阻最?。?/p>

5.用作中間放大級常采用哪種組態(tài)的電路？

6.為何輸入級常采用射極輸出器？

7.寫出三種組態(tài)放大器的電壓增益、電流增益、輸入電阻、輸出電阻的表達(dá)式。思考題：22.6場效應(yīng)管及其放大電路一、絕緣柵場效應(yīng)管的工作原理及伏安特性二、結(jié)型場效應(yīng)管工作原理及伏安特性2.6.1場效應(yīng)管工作原理及伏安特性2.6.2場效應(yīng)管的主要參數(shù)2.6.3場效應(yīng)管的小信號(hào)模型2.6.4場效應(yīng)管放大器2.6場效應(yīng)管及其放大電路一、絕緣柵場效應(yīng)管的工作原理及伏3晶體管的主要特點(diǎn)1.電流控制型器件。2.輸入電流大，輸入電阻小。3.兩種極型的載流子都參與導(dǎo)電，又稱為雙極型晶體管，簡稱BJT（BipolarJunctionTransistor)。晶體管的主要特點(diǎn)1.電流控制型器件。2.輸入電流大，4場效應(yīng)管，簡稱FET(FieldEffectTransistor)。(a)輸入電阻高，可達(dá)107

～1015M。(b)起導(dǎo)電作用只有多數(shù)載流子，又稱為單極型晶體管。(c)在大規(guī)模集成電路制造中得到了廣泛的應(yīng)用。場效應(yīng)管的主要特點(diǎn)

場效應(yīng)管是一種依靠多子的漂移運(yùn)動(dòng)形成電流的電壓控制型器件。場效應(yīng)管，簡稱FET(FieldEffectTran52.結(jié)型場效應(yīng)管，簡稱JFET

(JunctionFieldEffectTransistor)。按結(jié)構(gòu)可分為場效應(yīng)管的類型1.絕緣柵型場效應(yīng)管簡稱IGFET

(IsolatedGateFieldEffectTransistor)。按導(dǎo)電溝道分1.N溝道FET2.P溝道FET按導(dǎo)電溝道形成的機(jī)理分

增強(qiáng)型（E型（Enhancement-Type））FET

耗盡型（D型(Depletion-Type)）FET2.結(jié)型場效應(yīng)管，簡稱JFET按結(jié)構(gòu)可分為場效應(yīng)管的類型62.6.1場效應(yīng)管工作原理及伏安特性(P.134～144第四章4.5節(jié))一.絕緣柵型場效應(yīng)管（IGFET）工作原理及伏安特性在近代大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路中采用的IGFET絕大多數(shù)是金屬---氧化物---半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)管。（Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor。簡稱為MOSFET）MOSFET分為NE（Enhancement-Type）MOSPEMOSND(Depletion-Type)MOSPDMOS2.6.1場效應(yīng)管工作原理及伏安特性一.絕緣柵型7（1）NEMOSFET

的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)(a)為立體結(jié)構(gòu)示意圖(b)為平面結(jié)構(gòu)示意圖(c)電路符號(hào)

下面以N溝道MOSFET為例，討論E型絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、工作原理、伏安特性。1、增強(qiáng)型（E）MOSFET工作原理及伏安特性(drain)(gate)(source)（1）NEMOSFET的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)(a)為立體8（2）NEMOS場效應(yīng)管的導(dǎo)電溝道形成過程及工作原理（2）NEMOS場效應(yīng)管的導(dǎo)電溝道形成過程及工作原理9襯底中的載流子在垂直電場作用下移動(dòng)（同性相斥、異性相吸），直到，形成反型層，N+區(qū)被反型層連在一起，形成導(dǎo)電溝道。此時(shí)若，（A）當(dāng)時(shí)，無導(dǎo)電溝道，。小結(jié)：NEMOS導(dǎo)電溝道的形成及工作原理（1）的控制作用（B）當(dāng)且時(shí)，襯底中的載流子在垂直電場作用下移動(dòng)（同性相斥10（C）當(dāng)繼續(xù)增加，導(dǎo)電溝道加深，導(dǎo)電能力增強(qiáng)。只要，增大。（2）的控制作用開始PN結(jié)沿溝道不均勻分布當(dāng)溝道預(yù)夾斷幾乎不變，只是略增（溝道長度調(diào)制效應(yīng)），進(jìn)入恒流區(qū)。（C）當(dāng)繼續(xù)增加，導(dǎo)電溝道加深，11（3）NEMOS場效應(yīng)管的伏安特性式中：UGS（th）——開啟電壓(或閾值電壓)；μn——溝道電子運(yùn)動(dòng)的遷移率；

Cox——單位面積柵極電容；W——溝道寬度；L——溝道長度；W/L——MOS管的寬長比。①轉(zhuǎn)移特性當(dāng)時(shí)（3）NEMOS場效應(yīng)管的伏安特性式中：UGS（th）12主要特點(diǎn)：

(a)當(dāng)uGS<UGSth時(shí)，iD=0。

(b)當(dāng)uGS>UGSth時(shí)，iD>0，

uGS越大，iD也隨之增大，二者符合平方律關(guān)系。②輸出特性

NEMOSFET的輸出特性主要特點(diǎn)：②輸出特性13它也分為恒流區(qū)、可變電阻區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)。其特點(diǎn)為：

(A)截止區(qū)：UGS≤UGSth，導(dǎo)電溝道未形成，iD=0。(B)可變電阻區(qū)(a)uDS較小，溝道尚未夾斷；(b)

uDS＜uGS–|UGS(th)|

(c)溝道相當(dāng)于受uGS控制的電阻——壓控電阻，表現(xiàn)為iD～uDS曲線的斜率變化。它也分為恒流區(qū)、可變電阻區(qū)、截止區(qū)和14(C)恒流區(qū)(飽和區(qū)、放大區(qū))(a)溝道預(yù)夾斷；(c)

iD幾乎與uDS無關(guān)；即uDS對

iD的控制能力很弱。(b)uDS>uGS–|UGS(th)|；預(yù)夾斷后的情況：預(yù)夾斷后，

uDS增大部分降在夾斷區(qū)，對溝道無影響。(C)恒流區(qū)(飽和區(qū)、放大區(qū))(a)溝道預(yù)夾斷；(c)15(d)

iD只受uGS的控制；即uGS對iD的控制能力很強(qiáng)。電流方程為：式中是時(shí)的電流。N溝道EMOS場效應(yīng)管的伏安特性曲線(d)iD只受uGS的控制；即uGS對iD的控制能力很強(qiáng)16④擊穿區(qū)

近漏區(qū)PN結(jié)反偏電壓，達(dá)到一定值時(shí)

PN結(jié)擊穿，。越小擊穿點(diǎn)左移。④擊穿區(qū)越小擊穿點(diǎn)左移。17P溝道增強(qiáng)型（E）MOS，原理同NEMOS，區(qū)別在于：（a）結(jié)構(gòu)（b）電路符號(hào)P溝道增強(qiáng)型（E）MOS，原理同NEMOS，18P溝道EMOS場效應(yīng)管的伏安特性曲線

電流方程P溝道EMOS場效應(yīng)管的伏安特性曲線電流方192、耗盡型(D)MOS場效應(yīng)管的工作原理及伏安特性（1）NDMOSFET

的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)

（a）結(jié)構(gòu)圖（b）電路符號(hào)在Sio2絕緣層中加入金屬正離子，使即便，仍有導(dǎo)電溝道。2、耗盡型(D)MOS場效應(yīng)管的工作原理及伏安特性（1）N20（2）NDMOS場效應(yīng)管的簡單工作原理

、對溝道的控制作用與NEMOS基本相同。差別在于由于仍有導(dǎo)電溝道，只要在漏源之間加上正向電壓，就會(huì)產(chǎn)生漏極電流。當(dāng)時(shí)，溝道中的自由電子增多，溝道變寬，在作用下，漏極電流增大。

當(dāng)時(shí)，溝道中的自由電子減少，耗盡層變寬，溝道變窄，漏極電流減少。

（2）NDMOS場效應(yīng)管的簡單工作原理、21常將溝道夾斷時(shí)的柵源電壓稱為夾斷電壓，用表示。式為溝道消失的條件。

當(dāng)該負(fù)電壓達(dá)到某一值時(shí)，溝道中的自由電子消失，耗盡層擴(kuò)展到整個(gè)溝道，溝道完全被夾斷。這時(shí)即便有，也不會(huì)有漏極電流。N溝道DMOS場效應(yīng)管可以在正或負(fù)的柵源電壓下工作，而且基本上無柵極電流，這是DMOS場效應(yīng)管的重要特點(diǎn)之一。常將溝道夾斷時(shí)的柵源電壓稱為夾斷電22（3）NDMOS場效應(yīng)管的伏安特性N溝道DMOS場效應(yīng)管在恒流區(qū)的電流方程

式中為柵源電壓時(shí)的漏極電流，稱為飽和漏極電流。可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、截止區(qū)等各區(qū)的特點(diǎn)與NEMOS相同。（3）NDMOS場效應(yīng)管的伏安特性N溝道DMOS場效應(yīng)管23（1）PDMOSFET

的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)（a）結(jié)構(gòu)（b）電路符號(hào)P溝道DMOS場效應(yīng)管溝道消失的條件為（1）PDMOSFET的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)（a）結(jié)構(gòu)24PDMOSFET

的伏安特性曲線

P溝道DMOS場效應(yīng)管在恒流區(qū)的電流方程

PDMOSFET的伏安特性曲線P溝道DMOS場效應(yīng)252.絕緣柵場效應(yīng)管的類別和符號(hào)絕緣柵場效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N溝道(NMOS)P溝道(PMOS)N溝道(NMOS)P溝道(PMOS)耗盡型NMOS耗盡型PMOS增強(qiáng)型NMOS增強(qiáng)型PMOSMOSFET2.絕緣柵場效應(yīng)管的類別和符號(hào)絕緣柵場效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N溝26二、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理及伏安特性JFET分為N溝道P溝道1、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)二、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理及伏安特性JFET分272、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理以N溝道JFET為例(1).uDS=0時(shí)，uGS對溝道的控制作用2、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理以N溝道JFET為例(28(2)．當(dāng)uGS

=0時(shí)，uDS對溝道的控制作用

(2)．當(dāng)uGS=0時(shí)，uDS對溝道的控制作用29(3)當(dāng)時(shí)，對溝道的控制作用

①當(dāng)時(shí)，溝道最寬，在D、S極間加為定值，形成多子漂移電流；此時(shí)最大。源端——電子發(fā)源端——源極S漏端——電子接收端——漏極D②當(dāng)時(shí)，PN結(jié)反偏，，；PN結(jié)反偏電壓PN結(jié)變厚，溝道變窄，溝道電阻增大在同樣作用下，??；(3)當(dāng)時(shí)，對溝道的控制作用①當(dāng)30若，當(dāng)時(shí)，溝道消失，；即溝道全夾斷。上述過程體現(xiàn)了對的控制作用，電壓控制型器件。③為定值，時(shí)，若很小，沿溝道形成電場，PN結(jié)不均勻。溝道預(yù)夾斷。此時(shí)溝道夾斷面略增。（溝道長度調(diào)制效應(yīng)）不變，飽和，。實(shí)際上若，當(dāng)313、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的伏安特性（1）轉(zhuǎn)移特性式中：---飽和電流，表示時(shí)的值；---夾斷電壓，時(shí)為零。3、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的伏安特性（1）轉(zhuǎn)移特性式中：32

結(jié)論：對于N溝道JFET，要保證對的有效控制，必須滿足（2）輸出特性為了增大輸入阻抗，不允許出現(xiàn)柵流，也為了使柵源電壓對溝道寬度及漏極電流有效地進(jìn)行控制，PN結(jié)一定要反偏，所以在N溝道JFET中，必須為負(fù)值。①②PN結(jié)反偏結(jié)論：對于N溝道JFET，要保證對的有效控33JFET的伏安特性曲線根據(jù)特性曲線的各部分特征，同樣將其劃分為四個(gè)區(qū)域，截止區(qū)、可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、擊穿區(qū)。JFET的伏安特性曲線根據(jù)特性曲線的各部分特征，同樣34d.只受的控制，隨的增加而增大。滿足放大區(qū)（飽和區(qū)、恒流區(qū)）a.溝道預(yù)夾斷；b.c.幾乎與無關(guān)。

增加，幾乎不變；

對的控制能力弱。主要降在夾斷區(qū)。d.只受的控制，隨的增加而增大。滿足放大區(qū)（35d.管子相當(dāng)于受控制的壓控電阻。c.

變化，溝道電場強(qiáng)度變化，變化。②可變電阻區(qū)

a.較??；b.溝道尚未夾斷；

曲線斜率說明JFET的輸出電阻d.管子相當(dāng)于受控制的壓控電阻。c.②可變電阻區(qū)曲36③截止區(qū)a.b.溝道被全夾斷；c.，管子相當(dāng)于斷開的開關(guān)。④擊穿區(qū)

近漏區(qū)PN結(jié)反偏電壓，達(dá)到一定值時(shí)

PN結(jié)擊穿，。越負(fù)擊穿點(diǎn)左移。③截止區(qū)④擊穿區(qū)越負(fù)擊穿點(diǎn)左移。37P溝道JFET的、極性相反，工作原理相同，特性相同。P溝道JFET的、極性相反，工作原理相同38FET分類：

絕緣柵場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道小結(jié)：FET分類：絕緣柵場效39分類電路符號(hào)轉(zhuǎn)移特性輸出特性JFETN溝道P溝道IGFETN溝道E型D型P溝道E型D型分類電路符號(hào)轉(zhuǎn)移特性輸出特性JFETN溝道P溝道IGFETN402.6.2場效應(yīng)管的主要參數(shù)MOS場效應(yīng)管的主要參數(shù)一、直流參數(shù)

1.JFET和耗盡型MOSFET的主要參數(shù)

(1)飽和漏極電流IDSS（ID0）：對應(yīng)uGS=0時(shí)的漏極電流。

(2)夾斷電壓UGS（off）：當(dāng)uGS=UGS（off）時(shí)，iD=0，溝道消失。

2.增強(qiáng)型MOSFET的主要參數(shù)開啟電壓UGS（th），當(dāng)uGS>uGS（th）時(shí)，導(dǎo)電溝道才形成，iD≠0。

3.輸入電阻RGS

輸入電阻很大，JFET108～1012ΩMOSFET1010～1015Ω2.6.2場效應(yīng)管的主要參數(shù)MOS場效應(yīng)管的主要參數(shù)41二、極限參數(shù)

場效應(yīng)管也有一定的運(yùn)用極限，若超過這些極限值，管子就可能損壞。場效應(yīng)管的極限參數(shù)如下：

(1)柵源擊穿電壓U(BR)GSO。

(2)漏源擊穿電壓U(BR)DSO。

(3)最大功耗PDM：PDM=ID·UDS二、極限參數(shù)42三、交流參數(shù)1.跨導(dǎo)gm：表征FET的正向控制能力。跨導(dǎo)gm的定義為對增強(qiáng)型MOSFET，其電流方程為對JFET和耗盡型MOS管，電流方程為三、交流參數(shù)對增強(qiáng)型MOSFET，其電流方程為對JFET和耗432.輸出電阻恒流區(qū)：很大。2.輸出電阻恒流區(qū)：很大。44小結(jié)：各種類型FET管的符號(hào)及特性對比小結(jié)：各種類型FET管的符號(hào)及特性對比45場效應(yīng)管與其放大電路課件46場效應(yīng)管與其放大電路課件472.6.3場效應(yīng)管的小信號(hào)模型iD=f(uGS，uDS)iG=

0所以對iD全微分得到為跨導(dǎo)式中rds為FET共源極輸出電阻因?yàn)閐iG=

02.6.3場效應(yīng)管的小信號(hào)模型iD=f(uGS，u48diG=

0即ig=

0或或用正弦復(fù)數(shù)表示為簡化的小信號(hào)模型：diG=0即ig=0或或用正弦復(fù)數(shù)表示為簡化的小信號(hào)模型49作業(yè)：P.1544.24

思考題：1.工作在放大狀態(tài)的FET，其內(nèi)部PN結(jié)處在反偏還是正偏狀態(tài)？為什么？2.寫出結(jié)型場效應(yīng)管、增強(qiáng)型MOS管以及耗盡型MOS管的電流（特性）方程。3.寫出各種場效應(yīng)管的gm表達(dá)式。4、畫出場效應(yīng)管的小信號(hào)模型。作業(yè)：P.1544.24思考題：3.寫出50預(yù)習(xí):

1、場效應(yīng)管放大器（P.177～1825.5節(jié)）2、P.183～1885.6節(jié)多級級聯(lián)的放大電路預(yù)習(xí):51再見2005-11-13再見2005-11-1352

第二章半導(dǎo)體放大器件及其基本放大電路

主講：楊霓清電話：（手機(jī)）Email:2005-11-13第二章半導(dǎo)體放大器件及其基本放大電路主講：53思考題：

1.溫度升高時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)將如何變化？為何會(huì)產(chǎn)生如此的變化？

2.穩(wěn)定Q點(diǎn)的偏置電路是哪種？

3.穩(wěn)定Q點(diǎn)的措施有哪些？

4.單管小信號(hào)放大器由幾種組態(tài)？哪一種組態(tài)放大器的功率增益最大，哪種放大器的輸入電阻最大，而輸出電阻最??？

5.用作中間放大級常采用哪種組態(tài)的電路？

6.為何輸入級常采用射極輸出器？

7.寫出三種組態(tài)放大器的電壓增益、電流增益、輸入電阻、輸出電阻的表達(dá)式。思考題：542.6場效應(yīng)管及其放大電路一、絕緣柵場效應(yīng)管的工作原理及伏安特性二、結(jié)型場效應(yīng)管工作原理及伏安特性2.6.1場效應(yīng)管工作原理及伏安特性2.6.2場效應(yīng)管的主要參數(shù)2.6.3場效應(yīng)管的小信號(hào)模型2.6.4場效應(yīng)管放大器2.6場效應(yīng)管及其放大電路一、絕緣柵場效應(yīng)管的工作原理及伏55晶體管的主要特點(diǎn)1.電流控制型器件。2.輸入電流大，輸入電阻小。3.兩種極型的載流子都參與導(dǎo)電，又稱為雙極型晶體管，簡稱BJT（BipolarJunctionTransistor)。晶體管的主要特點(diǎn)1.電流控制型器件。2.輸入電流大，56場效應(yīng)管，簡稱FET(FieldEffectTransistor)。(a)輸入電阻高，可達(dá)107

～1015M。(b)起導(dǎo)電作用只有多數(shù)載流子，又稱為單極型晶體管。(c)在大規(guī)模集成電路制造中得到了廣泛的應(yīng)用。場效應(yīng)管的主要特點(diǎn)

場效應(yīng)管是一種依靠多子的漂移運(yùn)動(dòng)形成電流的電壓控制型器件。場效應(yīng)管，簡稱FET(FieldEffectTran572.結(jié)型場效應(yīng)管，簡稱JFET

(JunctionFieldEffectTransistor)。按結(jié)構(gòu)可分為場效應(yīng)管的類型1.絕緣柵型場效應(yīng)管簡稱IGFET

(IsolatedGateFieldEffectTransistor)。按導(dǎo)電溝道分1.N溝道FET2.P溝道FET按導(dǎo)電溝道形成的機(jī)理分

增強(qiáng)型（E型（Enhancement-Type））FET

耗盡型（D型(Depletion-Type)）FET2.結(jié)型場效應(yīng)管，簡稱JFET按結(jié)構(gòu)可分為場效應(yīng)管的類型582.6.1場效應(yīng)管工作原理及伏安特性(P.134～144第四章4.5節(jié))一.絕緣柵型場效應(yīng)管（IGFET）工作原理及伏安特性在近代大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路中采用的IGFET絕大多數(shù)是金屬---氧化物---半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)管。（Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor。簡稱為MOSFET）MOSFET分為NE（Enhancement-Type）MOSPEMOSND(Depletion-Type)MOSPDMOS2.6.1場效應(yīng)管工作原理及伏安特性一.絕緣柵型59（1）NEMOSFET

的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)(a)為立體結(jié)構(gòu)示意圖(b)為平面結(jié)構(gòu)示意圖(c)電路符號(hào)

下面以N溝道MOSFET為例，討論E型絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、工作原理、伏安特性。1、增強(qiáng)型（E）MOSFET工作原理及伏安特性(drain)(gate)(source)（1）NEMOSFET的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)(a)為立體60（2）NEMOS場效應(yīng)管的導(dǎo)電溝道形成過程及工作原理（2）NEMOS場效應(yīng)管的導(dǎo)電溝道形成過程及工作原理61襯底中的載流子在垂直電場作用下移動(dòng)（同性相斥、異性相吸），直到，形成反型層，N+區(qū)被反型層連在一起，形成導(dǎo)電溝道。此時(shí)若，（A）當(dāng)時(shí)，無導(dǎo)電溝道，。小結(jié)：NEMOS導(dǎo)電溝道的形成及工作原理（1）的控制作用（B）當(dāng)且時(shí)，襯底中的載流子在垂直電場作用下移動(dòng)（同性相斥62（C）當(dāng)繼續(xù)增加，導(dǎo)電溝道加深，導(dǎo)電能力增強(qiáng)。只要，增大。（2）的控制作用開始PN結(jié)沿溝道不均勻分布當(dāng)溝道預(yù)夾斷幾乎不變，只是略增（溝道長度調(diào)制效應(yīng)），進(jìn)入恒流區(qū)。（C）當(dāng)繼續(xù)增加，導(dǎo)電溝道加深，63（3）NEMOS場效應(yīng)管的伏安特性式中：UGS（th）——開啟電壓(或閾值電壓)；μn——溝道電子運(yùn)動(dòng)的遷移率；

Cox——單位面積柵極電容；W——溝道寬度；L——溝道長度；W/L——MOS管的寬長比。①轉(zhuǎn)移特性當(dāng)時(shí)（3）NEMOS場效應(yīng)管的伏安特性式中：UGS（th）64主要特點(diǎn)：

(a)當(dāng)uGS<UGSth時(shí)，iD=0。

(b)當(dāng)uGS>UGSth時(shí)，iD>0，

uGS越大，iD也隨之增大，二者符合平方律關(guān)系。②輸出特性

NEMOSFET的輸出特性主要特點(diǎn)：②輸出特性65它也分為恒流區(qū)、可變電阻區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)。其特點(diǎn)為：

(A)截止區(qū)：UGS≤UGSth，導(dǎo)電溝道未形成，iD=0。(B)可變電阻區(qū)(a)uDS較小，溝道尚未夾斷；(b)

uDS＜uGS–|UGS(th)|

(c)溝道相當(dāng)于受uGS控制的電阻——壓控電阻，表現(xiàn)為iD～uDS曲線的斜率變化。它也分為恒流區(qū)、可變電阻區(qū)、截止區(qū)和66(C)恒流區(qū)(飽和區(qū)、放大區(qū))(a)溝道預(yù)夾斷；(c)

iD幾乎與uDS無關(guān)；即uDS對

iD的控制能力很弱。(b)uDS>uGS–|UGS(th)|；預(yù)夾斷后的情況：預(yù)夾斷后，

uDS增大部分降在夾斷區(qū)，對溝道無影響。(C)恒流區(qū)(飽和區(qū)、放大區(qū))(a)溝道預(yù)夾斷；(c)67(d)

iD只受uGS的控制；即uGS對iD的控制能力很強(qiáng)。電流方程為：式中是時(shí)的電流。N溝道EMOS場效應(yīng)管的伏安特性曲線(d)iD只受uGS的控制；即uGS對iD的控制能力很強(qiáng)68④擊穿區(qū)

近漏區(qū)PN結(jié)反偏電壓，達(dá)到一定值時(shí)

PN結(jié)擊穿，。越小擊穿點(diǎn)左移。④擊穿區(qū)越小擊穿點(diǎn)左移。69P溝道增強(qiáng)型（E）MOS，原理同NEMOS，區(qū)別在于：（a）結(jié)構(gòu)（b）電路符號(hào)P溝道增強(qiáng)型（E）MOS，原理同NEMOS，70P溝道EMOS場效應(yīng)管的伏安特性曲線

電流方程P溝道EMOS場效應(yīng)管的伏安特性曲線電流方712、耗盡型(D)MOS場效應(yīng)管的工作原理及伏安特性（1）NDMOSFET

的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)

（a）結(jié)構(gòu)圖（b）電路符號(hào)在Sio2絕緣層中加入金屬正離子，使即便，仍有導(dǎo)電溝道。2、耗盡型(D)MOS場效應(yīng)管的工作原理及伏安特性（1）N72（2）NDMOS場效應(yīng)管的簡單工作原理

、對溝道的控制作用與NEMOS基本相同。差別在于由于仍有導(dǎo)電溝道，只要在漏源之間加上正向電壓，就會(huì)產(chǎn)生漏極電流。當(dāng)時(shí)，溝道中的自由電子增多，溝道變寬，在作用下，漏極電流增大。

當(dāng)時(shí)，溝道中的自由電子減少，耗盡層變寬，溝道變窄，漏極電流減少。

（2）NDMOS場效應(yīng)管的簡單工作原理、73常將溝道夾斷時(shí)的柵源電壓稱為夾斷電壓，用表示。式為溝道消失的條件。

當(dāng)該負(fù)電壓達(dá)到某一值時(shí)，溝道中的自由電子消失，耗盡層擴(kuò)展到整個(gè)溝道，溝道完全被夾斷。這時(shí)即便有，也不會(huì)有漏極電流。N溝道DMOS場效應(yīng)管可以在正或負(fù)的柵源電壓下工作，而且基本上無柵極電流，這是DMOS場效應(yīng)管的重要特點(diǎn)之一。常將溝道夾斷時(shí)的柵源電壓稱為夾斷電74（3）NDMOS場效應(yīng)管的伏安特性N溝道DMOS場效應(yīng)管在恒流區(qū)的電流方程

式中為柵源電壓時(shí)的漏極電流，稱為飽和漏極電流?？勺冸娮鑵^(qū)、恒流區(qū)、截止區(qū)等各區(qū)的特點(diǎn)與NEMOS相同。（3）NDMOS場效應(yīng)管的伏安特性N溝道DMOS場效應(yīng)管75（1）PDMOSFET

的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)（a）結(jié)構(gòu)（b）電路符號(hào)P溝道DMOS場效應(yīng)管溝道消失的條件為（1）PDMOSFET的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)（a）結(jié)構(gòu)76PDMOSFET

的伏安特性曲線

P溝道DMOS場效應(yīng)管在恒流區(qū)的電流方程

PDMOSFET的伏安特性曲線P溝道DMOS場效應(yīng)772.絕緣柵場效應(yīng)管的類別和符號(hào)絕緣柵場效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N溝道(NMOS)P溝道(PMOS)N溝道(NMOS)P溝道(PMOS)耗盡型NMOS耗盡型PMOS增強(qiáng)型NMOS增強(qiáng)型PMOSMOSFET2.絕緣柵場效應(yīng)管的類別和符號(hào)絕緣柵場效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N溝78二、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理及伏安特性JFET分為N溝道P溝道1、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)二、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理及伏安特性JFET分792、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理以N溝道JFET為例(1).uDS=0時(shí)，uGS對溝道的控制作用2、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的工作原理以N溝道JFET為例(80(2)．當(dāng)uGS

=0時(shí)，uDS對溝道的控制作用

(2)．當(dāng)uGS=0時(shí)，uDS對溝道的控制作用81(3)當(dāng)時(shí)，對溝道的控制作用

①當(dāng)時(shí)，溝道最寬，在D、S極間加為定值，形成多子漂移電流；此時(shí)最大。源端——電子發(fā)源端——源極S漏端——電子接收端——漏極D②當(dāng)時(shí)，PN結(jié)反偏，，；PN結(jié)反偏電壓PN結(jié)變厚，溝道變窄，溝道電阻增大在同樣作用下，小；(3)當(dāng)時(shí)，對溝道的控制作用①當(dāng)82若，當(dāng)時(shí)，溝道消失，；即溝道全夾斷。上述過程體現(xiàn)了對的控制作用，電壓控制型器件。③為定值，時(shí)，若很小，沿溝道形成電場，PN結(jié)不均勻。溝道預(yù)夾斷。此時(shí)溝道夾斷面略增。（溝道長度調(diào)制效應(yīng)）不變，飽和，。實(shí)際上若，當(dāng)833、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的伏安特性（1）轉(zhuǎn)移特性式中：---飽和電流，表示時(shí)的值；---夾斷電壓，時(shí)為零。3、結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）的伏安特性（1）轉(zhuǎn)移特性式中：84

結(jié)論：對于N溝道JFET，要保證對的有效控制，必須滿足（2）輸出特性為了增大輸入阻抗，不允許出現(xiàn)柵流，也為了使柵源電壓對溝道寬度及漏極電流有效地進(jìn)行控制，PN結(jié)一定要反偏，所以在N溝道JFET中，必須為負(fù)值。①②PN結(jié)反偏結(jié)論：對于N溝道JFET，要保證對的有效控85JFET的伏安特性曲線根據(jù)特性曲線的各部分特征，同樣將其劃分為四個(gè)區(qū)域，截止區(qū)、可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、擊穿區(qū)。JFET的伏安特性曲線根據(jù)特性曲線的各部分特征，同樣86d.只受的控制，隨的增加而增大。滿足放大區(qū)（飽和區(qū)、恒流區(qū)）a.溝道預(yù)夾斷；b.c.幾乎與無關(guān)。

增加，幾乎不變；

對的控制能力弱。主要降在夾斷區(qū)。d.只受的控制，隨的增加而增大。滿足放大區(qū)（87d.管子相當(dāng)于受控制的壓控電阻。c.

變化，溝道電場強(qiáng)度變化，變化。②可變電阻區(qū)

a.較??；b.溝道尚未夾斷；

曲線斜率說明JFET的輸出電阻d.管子相當(dāng)于受控制的壓控電阻。c.②可變電阻區(qū)曲88③截止區(qū)a.b.溝道被全夾斷；c.，管子相當(dāng)于斷開的開關(guān)。④擊穿區(qū)

近漏區(qū)PN結(jié)反偏電壓，達(dá)到一定值時(shí)

PN結(jié)擊穿，。越負(fù)擊穿點(diǎn)左移。③截止區(qū)④擊穿區(qū)越負(fù)擊穿點(diǎn)左移。