结型场效应管课件

NP+P+形成SiO2保护层以N型半导体作衬底上下各引出一个电极左右各引出一个电极两边个引出一个电极两边个引出一个电极两边扩散两个高浓度的P型区NP+P+形成SiO2保护层以N型半导体作衬底上下各引出一个漏极d（drain)源极s（source)栅极g（gate)NP+P+N型导电沟道符号称为N沟道JFET漏极d（drain)源极s（source)栅极g（gate)符号P沟道JFET结构示意图PN+N+P型导电沟道sgd符号P沟道JFET结构示意图PN+N+P型导电沟道sgdN沟道结型场效应管P沟道结型场效应管结型场效应管分3.1.2

结型场效应管的工作原理

电路图GDSN沟道结型场效应管P沟道结型场效应管结型场效应管分3.1.21．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用

a．当uGS=0时NP+P+N型导电沟道sd=0沟道无变化g1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用a．当uGS=0时b．UGS(off)<uGS<0NP+P+N型导电沟道sd=0P+–+(a)PN结加宽(b)PN结主要向N区扩展(c)导电沟道变窄(c)导电沟道电阻增大gb．UGS(off)<uGS<0NP+P+N型导电沟道sd=NP+P+N型导电沟道sd=0P+P+(a)PN结合拢(b)导电沟道夹断c．0>uGS=UGS(off)UGS(off)——栅源截止电压或夹断电压–+gNP+P+N型导电沟道sd=0P+P+(a)PN结合拢(当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示

当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示2．当uGS

=0时，uDS对沟道的控制作用

NP+P+N型导电沟道sd=0–+g2．当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用NP+P+N型NP+P+N型导电沟道sd=0–+a．0<uDS<|UGS(off)|(b)沿沟道有电位梯度(c)沿沟道PN结反偏电压不同(a)漏极电流iD≠0，uDS增大，iD增大uDS(d)沟道PN结呈楔形gNP+P+N型导电沟道sd=0–+a．0<uDS<|UGS(NP+P+N型导电沟道sd=0–+P+b．uDS=|UGS(off)|(a)iD达到最大值(b)沟道点夹断(预夹断)•gNP+P+N型导电沟道sd=0–+P+b．uDS=|UGS(c．uDS>|UGS(off)|NP+N型导电沟道sd=0P+–+(b)沟道夹断区延长g(a)iD达到最大值，且几乎不随uDS的增大而变化c．uDS>|UGS(off)|NP+N型导电沟道sd=0P当uGS

=0时，uDS对沟道的控制作用动画演示

当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用动画演示3．当uDS

≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用

a.uDS和uGS将一起改变沟道的宽度c.当uDG=|UGS(off)|时沟道出现预夹断b.PN结在漏极端的反偏电压最大uDG=uDS–uGSNP+N型导电沟道sdP+–++–g3．当uDS≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用a.uDS

、uGS共同对沟道的控制作用动画演示

uDS、uGS共同对沟道的控制作用动画演示(1)JFET是利用uGS

所产生的电场变化来改变沟道电阻的大小。(2)场效应管为一个电压控制型的器件。(3)在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。小结在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。即JFET是利用电场效应控制沟道中流通的电流大小，因而称为场效应管。(1)JFET是利用uGS所产生的电场变化来改变沟道电3.1.3

结型场效应管的伏安特性

在正常工作的情况下，iG=0，管子无输入特性。++––3.1.3结型场效应管的伏安特性在正常工作的情况下，i1．输出特性（漏极特性）

24061020可变电阻区放大区截止区++––1．输出特性（漏极特性）24061020可放大区截止区24061020可变电阻区(1)

可变电阻区a.uDS较小c.uDS＜|UGS(off)|+uGSd.管子相当于受uGS控制的压控电阻各区的特点b.

沟道尚未夹断24061020可(1)可变电阻区a.uDS较小c.u放大区(2)

放大区放大区也称为饱和区、恒流区。b.uDS≥

|UGS(off)|+uGSa.

沟道预夹断c.iD几乎与uDS无关d.

iD只受uGS的控制24061020放大区(2)放大区放大区也称为饱和区、恒流区。b.uDS截止区a.uGS＜UGS(off)

(3)

截止区b.沟道完全夹断c.

iD≈024061020截止区a.uGS＜UGS(off) (3)截止区b.沟2．转移特性表示场效应管的uGS对iD的控制特性定义2．转移特性表示场效应管的uGS对iD的控制特性定义••••(1)对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同。曲线特点(2)当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。••OO••••(1)对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同当管子工作于恒流区时称为零偏漏极电流当管子工作于恒流区时称为零偏漏极电流3.1.4

结型场效应管的主要电参数

1．直流参数

(1)夹断电压UGS(off)

(2)零偏漏极电流IDSS(也称为漏极饱和电流)3.1.4结型场效应管的主要电参数1．直流参数

(3)直流输入电阻RGS2．交流参数

(1)

跨导gm

也称为互导。其定义为(3)直流输入电阻RGS2．交流参数(1)跨导当管子工作在放大区时得管子的跨导由当管子工作在放大区时得管子的跨导由可见，gm与IDQ有关。IDQ越大，gm也就越大。

可见，gm与IDQ有关。IDQ越大，gm也就越大。3.

极限参数(1)漏极最大允许耗散功率PDSM

(2)最大漏极电流IDSM

(2)

极间电容栅源电容Cgs栅漏电容Cgd漏源电容Cds

(3)栅源击穿电压U（BR）GS(4)漏源击穿电压U（BR）DS3.极限参数(1)漏极最大允许耗散功率PDSM(2[例]在图示电路中，已知场效应管的；问在下列三种情况下，管子分别工作在那个区？(b)(c)(a)[解](a)因为uGS<UGS(off),管子工作在截止区。GDS[例]在图示电路中，已知场效应管的(b)因管子工作在放大区(c)因管子工作在可变电阻区GDS(b)因管子工作在放大区(c)因管子工作在可变电NP+P+形成SiO2保护层以N型半导体作衬底上下各引出一个电极左右各引出一个电极两边个引出一个电极两边个引出一个电极两边扩散两个高浓度的P型区NP+P+形成SiO2保护层以N型半导体作衬底上下各引出一个漏极d（drain)源极s（source)栅极g（gate)NP+P+N型导电沟道符号称为N沟道JFET漏极d（drain)源极s（source)栅极g（gate)符号P沟道JFET结构示意图PN+N+P型导电沟道sgd符号P沟道JFET结构示意图PN+N+P型导电沟道sgdN沟道结型场效应管P沟道结型场效应管结型场效应管分3.1.2

结型场效应管的工作原理

电路图GDSN沟道结型场效应管P沟道结型场效应管结型场效应管分3.1.21．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用

a．当uGS=0时NP+P+N型导电沟道sd=0沟道无变化g1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用a．当uGS=0时b．UGS(off)<uGS<0NP+P+N型导电沟道sd=0P+–+(a)PN结加宽(b)PN结主要向N区扩展(c)导电沟道变窄(c)导电沟道电阻增大gb．UGS(off)<uGS<0NP+P+N型导电沟道sd=NP+P+N型导电沟道sd=0P+P+(a)PN结合拢(b)导电沟道夹断c．0>uGS=UGS(off)UGS(off)——栅源截止电压或夹断电压–+gNP+P+N型导电沟道sd=0P+P+(a)PN结合拢(当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示

当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示2．当uGS

=0时，uDS对沟道的控制作用

NP+P+N型导电沟道sd=0–+g2．当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用NP+P+N型NP+P+N型导电沟道sd=0–+a．0<uDS<|UGS(off)|(b)沿沟道有电位梯度(c)沿沟道PN结反偏电压不同(a)漏极电流iD≠0，uDS增大，iD增大uDS(d)沟道PN结呈楔形gNP+P+N型导电沟道sd=0–+a．0<uDS<|UGS(NP+P+N型导电沟道sd=0–+P+b．uDS=|UGS(off)|(a)iD达到最大值(b)沟道点夹断(预夹断)•gNP+P+N型导电沟道sd=0–+P+b．uDS=|UGS(c．uDS>|UGS(off)|NP+N型导电沟道sd=0P+–+(b)沟道夹断区延长g(a)iD达到最大值，且几乎不随uDS的增大而变化c．uDS>|UGS(off)|NP+N型导电沟道sd=0P当uGS

=0时，uDS对沟道的控制作用动画演示

当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用动画演示3．当uDS

≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用

a.uDS和uGS将一起改变沟道的宽度c.当uDG=|UGS(off)|时沟道出现预夹断b.PN结在漏极端的反偏电压最大uDG=uDS–uGSNP+N型导电沟道sdP+–++–g3．当uDS≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用a.uDS

、uGS共同对沟道的控制作用动画演示

uDS、uGS共同对沟道的控制作用动画演示(1)JFET是利用uGS

所产生的电场变化来改变沟道电阻的大小。(2)场效应管为一个电压控制型的器件。(3)在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。小结在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。即JFET是利用电场效应控制沟道中流通的电流大小，因而称为场效应管。(1)JFET是利用uGS所产生的电场变化来改变沟道电3.1.3

结型场效应管的伏安特性

在正常工作的情况下，iG=0，管子无输入特性。++––3.1.3结型场效应管的伏安特性在正常工作的情况下，i1．输出特性（漏极特性）

24061020可变电阻区放大区截止区++––1．输出特性（漏极特性）24061020可放大区截止区24061020可变电阻区(1)

可变电阻区a.uDS较小c.uDS＜|UGS(off)|+uGSd.管子相当于受uGS控制的压控电阻各区的特点b.

沟道尚未夹断24061020可(1)可变电阻区a.uDS较小c.u放大区(2)

放大区放大区也称为饱和区、恒流区。b.uDS≥

|UGS(off)|+uGSa.

沟道预夹断c.iD几乎与uDS无关d.

iD只受uGS的控制24061020放大区(2)放大区放大区也称为饱和区、恒流区。b.uDS截止区a.uGS＜UGS(off)

(3)

截止区b.沟道完全夹断c.

iD≈024061020截止区a.uGS＜UGS(off) (3)截止区b.沟2．转移特性表示场效应管的uGS对iD的控制特性定义2．转移特性表示场效应管的uGS对iD的控制特性定义••••(1)对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同。曲线特点(2)当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。••OO••••(1)对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同当管子工作于恒流区时称为零偏漏极电流当管子工作于恒流区时称为零偏漏极电流3.1.4

结型场效应管的主要电参数

1．直流参数

(1)