第1章 常用半导体器件4

1、模拟电子技术电气与自动化工程学院第1章 常用半导体器件(7学时)l1.4 场效应管1.4.1 结型场效应管1.4.2 绝缘栅型场效应管1.4.3 场效应管的主要参数1.4.4 场效应管与晶体管的比较l1.5 单结晶体管和晶闸管l1.6 集成电路中的元件1.4.1 结型场效应管(以N沟道为例)l 单极型管：噪声小、抗辐射能力强、低电压工作场效应管有三个极：源极(s)、栅极(g)、漏极(d)，对应于晶体管的e、b、c有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区导电沟道源极S栅极G漏极D符号结构示意图1.4.1 uGS对导电沟道的控制作用l uGS可以控制导电沟道

2、的宽度l 为什么g-s必须加负电压？沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断UGS(off)uDS = 0V1.4.1 uDS对漏极电流iD的影响uGSUGS(off)且不变， uDS增大，iD增大预夹断uGDUGS(off)uDS的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGDUGS(off)uGDUGS(off)1.4.1 结型场效应管的输出特性曲线常量GS)(DSDUufig-s电压控制d-s的等效电阻常量DSGSDmUuig预夹断轨迹，uGDUGS(off)可变电阻区恒流区iD几乎仅决定于uGS击穿区夹断区(截止区)

3、夹断电压IDSSiD不同型号的管子UGS(off)、IDSS将不同低频跨导：1.4.1 结型场效应管的转移特性曲线l 场效应管工作在恒流区，因而uGSUGS(off)且uGDUGS(off)常量DS)(GSDUufi夹断电压漏极饱和电流2GS(off)GSDSSD)1 (UuIi在恒流区时uDGUGS(off)GS(off)GSDSUuu1.4.2 N沟道增强型MOS管l uGS增大，反型层将变厚变长l 当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道衬底耗尽层空穴反型层大到一定值UGS(th)才开启uDS=0VSiO2绝缘层高掺杂1.4.2 工作原理l 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区l N

4、沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？iD随uDS的增大而增大，可变电阻区uGDUGS(th)，预夹断刚出现夹断uDS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻iD几乎仅仅受控于uGS，恒流区1.4.2 特性曲线转移特性输出特性s1.4.2 N沟道耗尽型MOS管l 耗尽型MOS管在 uGS0、 uGS 0、 uGS 0时均可导通，且与结型场效应管不同l 由于SiO2绝缘层的存在，在uGS0时仍保持g-s间电阻非常大的特点加正离子小到一定值UGS(off)才夹断uGS=0时就存在导电沟道1.4.2 MOS管的特性l 增强型MOS管l 耗尽型MOS管开启电压夹断电压DGS(th)GSDO2GS(th)GSDOD2) 1(iUuIUuIi时的为式中在恒流区时，1.4.2 场效应管的分类l 工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？)0(P)0(N)00(P)00(N)00(P)00(NDSGSDSGSDSGSDSGSDSGSDSGS极性