场效应晶体管的特点73950课件

2.2场效应管2.2.1结型场效应管2.2.2绝缘栅场效应管2.2.3场效应管的主要参数和特点2.2场效应管场效应管：是利用输入电压产生的电场效应控制输出电流的电压控制型器件。特点：管子内部只有一种载流子参与导电，称为单极型晶体三极管。特点：由两个PN结和一个导电沟道所组成。三个电极分别为源极S、漏极D和栅极G。漏极和源极具有互换性。2.2.1结型场效应管一、结构和符号N沟道结型场效应管的结构、符号如图2.2.1所示；P沟道结型场效应管如图2.2.2所示。工作条件：两个PN结加反向电压。图2.2.1.N沟道结型场效应管图2.2.2P沟道结型场效应管1．结型场效应管是一个电压控制电流的电压控制型器件。2.所以输入电阻很大。一般可达107~108Ω。

结论：；。在漏源电压不变条件下，改变栅源电压，通过PN结的变化，控制沟道宽窄，即沟道电阻的大小，从而控制漏极电流。工作原理如下：三、结型场效应管的特性曲线和跨导1.转移特性曲线反映栅源电压对漏极电流的控制作用。如图2.2.5所示，若漏源电压一定：当栅源电压向负值方向变化时，漏极电流逐渐减小；当栅源电压时，漏极电流，称为饱和漏极电流；当栅源电压时，漏极电流，称为夹断电压。

图2.2.5结型场效应管的转移特性曲线

结论：在Ⅰ区中，场效应管可看作一个受栅源电压控制的可变电阻。图2.2.6结型场效应管的输出特性曲线2.输出特性曲线表示在栅源电压一定条件下，漏极电流与漏源电压之间的关系。如图2.2.6所示。（1）可调电阻区（图中Ⅰ区）不变时，随作线性变化，漏源间呈现电阻性；栅源电压越负，输出特性越陡，漏源间的电阻越大。图2.2.6结型场效应管的输出特性曲线（3）击穿区（图中Ⅲ区）3.跨导（gm）当增至一定数值后，剧增，出现电击穿。如果对此不加限制，将损坏管子。因此，管子不允许工作在这个区域。反映在线性放大区对的控制能力。单位是。(2.2.1)2.2.2绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管是一种栅极与源极、漏极之间有绝缘层的场效应管，简称MOS管。分类：有P沟道和N沟道两种类型；每种类型又分为增强型和耗尽型两种。一、结构和工作原理1.

N沟道增强型绝缘栅场效应管特点：输入电阻高，噪声小。图2.2.7N沟道增强型绝缘栅场效应管

工作原理如图2.2.8所示：（1）当，在漏、源极间加一正向电压时，漏源极之间的电流。（2）当，在绝缘层和衬底之间感应出一个反型层，使漏极和源极之间产生导电沟道。在漏、源极间加一正向电压时，将产生电流ID

。开启电压：增强型MOS管开始形成反型层的栅源电压。图2.2.8N沟道增强型绝缘栅场效应管工作原理

夹断电压：使ID=0时的栅源电压。

2.N沟道耗尽型绝缘栅场效应管结构及符号如图2.2.9所示。特点：管子本身已形成导电沟道。图2.2.9N沟道耗尽型绝缘栅场效应管工作原理：在时，当，导电沟道有电流；当，并逐渐增大时，导致沟道变宽，使增大；当，并逐渐增大此负电压，导致沟道变窄，使。实现对的控制作用。夹断电压：使时的栅源电压。

图2.2.9N沟道耗尽型绝缘栅场效应管二、绝缘栅场效应管的特性曲线和跨导以N沟道MOS管为例。

1.转移特性曲线N沟道MOS管的转移特性曲线如图2.2.10所示。增强型：当时，；当时，

。

耗尽型：当时，

；当为负电压时减小；当时，。

图2.2.10N沟道MOS管转移特性曲线三、绝缘栅场效应管的图形符号注意N、P沟道的区别在于图中箭头的指向相反。图2.2.12MOS管的图形符号

场效应管输入电阻很高，结型管一般在107Ω以上；绝缘栅管则更高，一般在109Ω以上。

2.2.3场效应管的主要参数和特点一、主要参数1.直流参数

（1）开启电压VT

在VDS为定值的条件下，增强型场效应管开始导通（ID达到某一定值，如10μA）时，所需加VGS的值。（2）夹断电压VP在VDS为定值的条件下，耗尽型场效应管ID减小到近于零时VGS的值。（3）饱和漏极电流IDSS耗尽型场效应管工作在饱和区且时，所对应的漏极电流。（4）直流输入电阻RGS栅源电压VGS与对应的栅极电流IG

之比。2.交流参数（2）极间电容场效应管三个电极之间的等效电容CGS、CGD、CDS，一般为几个皮法，结电容小的管子，高频性能好。（1）跨导gm一定时，漏极电流变化量和引起这个变化的栅源电压变化量之比。它表示了栅源电压对漏极电流的控制能力。二、场效应管的特点表2.2.1场效应管与普通三极管比较表项目器件名称晶体三极管场效应管极型特点双极型单极型控制