绝缘珊场效应管(MOS).ppt

复 习 巩 固,1、场效应管的定义 2、结型场效应管的电极、分类 3、结型场效应管的工作原理 4、结型场效应管的特性曲线 5、结型场效应管跟三极管的比较,FET的分 类:,第二节 绝缘栅场型效应三极管,绝缘栅型场效应管 (FET)，简称MOSFET。分为： 增强型 N沟道、P沟道 耗尽型 N沟道、P沟道,1.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。,符号：,二氧化硅绝缘层,通常将衬底与 源极接在一起,一、基本概念,2、定义：栅极与漏、源极完全绝缘的场效晶体管，称绝缘栅场效晶体管。根据绝缘层所用材料之不同，绝缘栅场效应管有多种类型，目前应用最广泛的一种是以二氧化硅（SiO2）为绝缘层的金属一氧化物一半导体（Meial-Oxide-Semiconductor）场效应管，简称MOS场效应管（MOSFET）。与结型场效应管相比这种管子输入电阻更高、噪声更小。,3、电路符号和分类,N沟道增强型 P沟道增强型 N沟道耗尽型 P沟道耗尽型,当uGS0V时纵向电场 将靠近栅极下方的空穴向下排斥耗尽层。,二、工作原理,当uGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。,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。,栅源电压uGS的控制作用,定义： 开启电压（ UT）刚刚产生沟道所需的 栅源电压UGS,也记为UGS(th)。,N沟道增强型MOS管的基本特性： 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。,漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用,当uGSUT，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。（设UT=2V， uGS=4V）,（a）uds=0时， id=0。 （截止区）,（b）uds id； 同时沟道靠漏区变窄。 （可变电阻区）,（c）当uds增加到使ugd=UT时， 沟道靠漏区夹断，称为预夹断。,（d）uds再增加，预夹断区 加长， uds增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上， id基本不变。（恒流区）,（3）特性曲线,四个区： （a）可变电阻区（预夹断前）。,输出特性曲线：iD=f(uDS)uGS=const,（b）恒流区也称饱和 区（预夹断 后）。,（c）夹断区（截止区）。,（d）击穿区。,可变电阻区,恒流区,截止区,击穿区,iD受uGS控制,转移特性曲线： iD=f(uGS)uDS=const,可根据输出特性曲线作出转移特性曲线。 例：作uDS=10V的一条转移特性曲线：,UT,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。 在转移特性曲线上， gm为的曲线的斜率。 在输出特性曲线上也可求出gm。,3、P沟道MOSFET,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。（学生自学）,4. 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。,三 .场效应管的主要参数,(1) 开启电压UT UT 是MOS增强型管的参数，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 UP 是MOS耗尽型和结型FET的参数，当uGS=UP时,漏极电流为零。,（3）输入电阻RGS 结型场效应管，RGS大于107，MOS场效应管, RGS可达1091015。,（4） 低频跨导gm gm反映了栅压对漏极电流的控制作用，单位是mS(毫西门子)。,四.双极型和场效应型三极管的比较,总结分析