模拟电子技术基础3课件

场效应晶体管及其电路分析

第一篇电子器件基础1.3.1场效应晶体管结构特性与参数

1、绝缘栅场效应管(IGEFT)NMOS增强型结构示意图与电路符号（2）三个集：源集，栅（门）集，漏集（1）二个PN结：衬源，衬漏工艺特点：源漏高掺杂栅绝缘电阻大NMOS结构1、绝缘栅场效应管(IGEFT)（续）PMOS增强型结构示意图与电路符号（2）三个集：源集，栅（门）集，漏集（1）二个PN结：衬源，衬漏工艺特点：源漏高掺杂栅绝缘电阻大2、NMOS增强型工作原理（续1）（2）加入VDS形成漏源电流

2、NMOS增强型工作原理（续2）（3）继续加大VGS，沟道变宽，沟道R变小，ID增加**场效应管是电压控制型器件****场效应管导电由N+的多子形成，单极型器件，T特性好**NMOS工作原理12、NMOS增强型工作原理（续3）（4）继续加大VDS，ID适当增加，源-漏电位逐步升高，沟道预夹断3、N沟道耗尽型MOSFET（1）SIO2中预埋正离子（3）υGS负到VGS(off)(VP示)，沟道消失（2）VGS=0时就存在内建电场，形成沟道4、结型场效应管(JFET)（1）N沟道和P沟道JFET结构与符号**JFET正常工作时，两个PN结必须反偏****NJFET****PJFET**（2）N沟道JFET的工作原理**VDD=0，沟道宽度随VGG增而窄，沟道R增，ID降，耗尽型**（2）N沟道JFET的工作原理（续2）**VGG不变，预夹断后VDD增加，增加的电压降在沟道上，ID不变**5、场效应管类型（1）绝缘栅型（InsulatedGateType）

FETN沟道（Channel）增强（Enhancement）型MOSN沟道耗尽（Depletion）型MOSP沟道增强型MOSP沟道耗尽型

MOS（2）结型（JunctionType）JFETN沟道(耗尽Depletion)型JFETP沟道(耗尽Depletion)型JFET场效应管的典型应用输出回路电流由输入电压控制输入回路产生电压VGS三端器件构成2个回路场效应管的主要半导体机理

——电压控制电流源作用（2）增强型NMOS管输出特性

(a)截止区：(b)可变电阻区(?)：**VDS较小，沟道未夹断ID受其影响**(c)放大区：**VDS足够大沟道夹断，ID不随VDS变化**1、增强型NMOS场效应管伏安特性（续1）**IDSS，VGS=0时漏极电流**2、耗尽型MOS场效应管和结型FET伏安特性**转移特性****输出特性**3、场效应管的主要参数

(1)直流参数

增强型管开启电压VGS(th)(VT)耗尽型管夹断电压VGS(off)(VP)耗尽型管在VGS=0时的饱和区漏极电流IDSSVDS=0时，栅源电压VGS与栅极电流IG之比----直流输入电阻RGS(DC)

3、场效应管工作状态估算例1:VDD=18V,Rs=1KΩ，Rd=3KΩ，Rg=3MΩ，耗尽型MOS管的VP=-5V,IDSS=10mA。试用估算法求电路的静态工作点

例2:分压式自偏压共源放大电路中，已知转移特性，VDD=15V,Rd=5kΩ,Rs=2.5kΩ,R1=200kΩ，R2=300kΩ，Rg=10MΩ，负载电阻RL=5kΩ，并设电容C1、C2和Cs足够大。已知场效应管的特性曲线试用图解法分析静态工作点Q，估算Q点上场效应管的跨导gm（1）输入回路方程

VGSQ=3.5VIDQ=1mA（2）输出回路方程

例5：分析图示VGS=2/4/6/8/10V/12V时，场效应管工作区

(1)由图可知VT=4V,当VGS<VT工作在截止区VGS=2/4V工作在截止区.(3)**恒流区内ID近似只受VGS控制例6：N沟道结型场效应管和PNP双极型三极管组成的恒流源电路。估算恒流值.(设IDSS=2mA,夹断电压VP=-4V)**假定在恒流区集成电路分类

**二极管、三极管、场效应管、电阻、电容，连线**

集成电路--同一块硅片制作特殊功能电路

**SSI，MSI，LSI，VLSI，模拟/数字，各种功能IC**1.2.6集成电路中的电子器件**器件之间通过SiO2，

PN结隔离**

***常见达林顿管组合（1）等效复合管的管型取决于第一只管子的类型

（2）等效复合管的β≈β1β2（3）等效复合管的输入电流可大大减小，第1只管可采用小功率管

（4）复合管也可由晶体管和场效应管或多个晶体管组合

**等效复合管的特性2.多集电极管和多发射极管

（1）集电极电流与集电区面积成正比

（2）制作多个具有比较稳定电流关系的电流源

**比例关系可做得很精确*****多集电极管

（1）常作为门电路的输入级电路***多发射极极管

3.肖特基三极管

（1）肖特基三极管结构**普通三极管由饱和转入截止时间（饱和—放大—截止）较长****开启电压仅0.3V，正向压降0.4V****普通三极管集电结并接一个肖特基势垒二极管(SBD)**（2）肖特基二极管SBD特点**没有电荷存储效应，开关时间短