结型场效应管课件

4.1结型场效应管4.2金属-氧化物-半导体场效应管4.3场效应管放大电路4.4各种放大器件电路性能比较4场效应管放大电路4.1结型场效应管4.2金属-氧化物-半导体场效应管4.14.1结型

场效应管4场效应管放大电路4.1结型

场效应管4场效应管放大电路24.1结型

场效应管N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)分类：4场效应管放大电路4.1结型

场效应管N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟34.1结型

场效应管

结构工作原理

输出特性转移特性主要参数

一、

JFET的结构和工作原理

二、

JFET的特性曲线及参数

4.1结型场效应管4.1结型

场效应管结构工作原理输出特性44.1结型

场效应管

结型场效应管的结构示意图及其表示符号

(a)N沟道JFET；(b)P沟道JFET1.结构：

N沟道管：电子电导，导电沟道为N型半导体

P沟道管：空穴导电，导电沟道为P型半导体

一、JFET的结构和工作原理4.1结型

场效应管结型场效应管的结构示意图及其表54.1结型

场效应管2.工作原理①VGS对沟道的控制作用当VGS＜0时（以N沟道JFET为例）

当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP

（或VGS(off)）。对于N沟道的JFET，VP<0。PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄。VGS继续减小，沟道继续变窄4.1结型

场效应管2.工作原理①VGS对沟道的控制作用64.1结型

场效应管②VDS对沟道的控制作用当VGS=0时，VDSID

当VDS增加到使VGD=VP时，在紧靠漏极处出现预夹断。G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。此时VDS夹断区延长沟道电阻ID基本不变③

VGS和VDS同时作用时当VP<VGS<0时，

导电沟道更容易夹断，

对于同样的VDS，

ID的值比VGS=0时的值要小。VGD=VGS-VDS=VP在预夹断处（以N沟道JFET为例）2.工作原理4.1结型

场效应管②VDS对沟道的控制作用当VGS=074.1结型

场效应管综上分析可知

沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，

所以场效应管也称为单极型三极管。JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因

此iG0，输入电阻很高。4.1结型

场效应管综上分析可知沟道中只有一种类型的多数载81.转移特性

VP2.输出特性

4.1结型

场效应管二、JFET的特性曲线及参数1.转移特性VP2.输出特性94.1结型

场效应管1)恒流区输出特性

输出特性曲线表达以UGS为参变量时iD与uDS的关系。根据特性曲线的各部分特征,分为四个区域：

恒流区相当于双极型晶体管的放大区。其主要特征为：uGS对iD的控制能力很强，uDS的变化对iD影响很小。2）可变电阻区

与双极型晶体管不同，在JFET中，栅源电压uGS对iD上升的斜率影响较大，随着|UGS|增大，曲线斜率变小，说明JFET的输出电阻变大。3）截止区

当|UGS|>|UP|时，沟道被全部夹断，iD=0，故此区为截止区。若利用JFET作为开关，则工作在截止区，即相当于开关打开。

4）击穿区随着uDS增大，靠近漏区的PN结反偏电压uDG也随之增大。4.1结型

场效应管1)恒流区输出特性输出特性曲线10①夹断电压VP(或VGS(off))：②饱和漏极电流IDSS：

③

低频跨导gm：或漏极电流约为零时的VGS值。VGS=0时对应的漏极电流。

低频跨导反映了vGS对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。④输出电阻rd：4.1结型

场效应管3.主要参数①夹断电压VP(或VGS(off))：②饱和漏极电流I11网赚

网赚论坛0吺囬圡网赚网赚论坛0吺囬圡123.主要参数4.1结型场效应管⑤直流输入电阻RGS：

对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω。⑧最大漏极功耗PDM⑥最大漏源电压V(BR)DS⑦最大栅源电压V(BR)GS3.主要参数4.1结型场效应管⑤直流输入电阻RGS：134.2

MOSFET

一、增强型MOSFET

二、耗尽型MOSFET

三、各种类型MOS管的符号及特性对比4.2金属-氧化物-半导体场效应管4.2

MOSFET一、增强型MOSFET二、耗尽型MO144.2

MOSFET

1.N沟道增强型MOSFET结构与工作原理（1）结构：

N沟道增强型MOS场效应管的结构示意图及符号一、增强型MOSFET4.2

MOSFET1.N沟道增强型MOSFET结构与工154.2

MOSFET（2）工作原理：

增强型NMOS管在uGS=0时,两个重掺杂的N+源区和漏区之间被P型衬底所隔开,就好像两个背向连接的二极管。这时不论漏极、源极间加何种极性电压,总有一个PN结处于反向偏置,所以漏极、源极之间只有很小的反向电流通过,可以认为增强型NMOS管处于关断状态UGS＞UT时形成导电沟道

1.N沟道增强型MOSFET结构与工作原理4.2

MOSFET（2）工作原理：增强型NM164.2

MOSFET1.N沟道增强型MOSFET结构与工作原理（2）工作原理：

uDS增大时增强型MOS管沟道的变化过程(a)uGS>UT出现N型沟道(b)uDS较小时

iD迅速增大(c)uDS较大出现时

iD趋于饱和

在正的漏极电源uDS作用下，将有iD产生。把在uDS作用下开始导电的uGS叫做开启电压UT。4.2

MOSFET1.N沟道增强型MOSFET结构与工作174.2

MOSFET(1)转移特性曲线主要特点如下:

当0＜uGS≤UT时,iD=0。尽管uGS＞0,但无栅流。当uGS＞UT时,导电沟道形成,iD＞0。2.N沟道增强型MOS管特性曲线4.2

MOSFET(1)转移特性曲线主要特点如下:2.N184.2

MOSFET

分为恒流区、可变电阻区、截止区和击穿区。其特点为：（2）输出特性2.N沟道增强型MOS管特性曲线1)截止区：UGS≤UT，导电沟道未形成，iD=0。2)恒流区：曲线间隔均匀，uGS对iD控制能力强。uDS对iD的控制能力弱，曲线平坦。3)可变电阻区：uGS越大，rDS越小，体现了可变电阻4）击穿区：随着uDS增大，靠近漏区的PN结反偏电压uDG也随之增大。4.2

MOSFET分为恒流区、可变电阻区、截194.2

MOSFET

1.N沟道耗尽型MOSFET结构与工作原理（1）结构：

增强型NMOS管在uGS=0时,管内没有导电沟道。耗尽型则不同,它在uGS=0时就有导电沟道,它的导电沟道是在制造过程中就形成了的。N沟道耗尽型MOS管的结构示意图及符号二、耗尽型MOSFET4.2

MOSFET1.N沟道耗尽型MOSFET结构与工204.2

MOSFET（2）工作原理：1.N沟道耗尽型MOSFET结构与工作原理

由于uGS=0时就存在原始沟道，所以只要此时uDS>0，就有漏极电流。如果uGS>0,指向衬底的电场加强，沟道变宽，漏极电流iD将会增大。反之，若uGS

<0，则栅压产生的电场与正离子产生的自建电场方向相反，总电场减弱，沟道变窄，沟道电阻变大，iD减小。当uGS继续变负，等于某一阈值电压时，沟道将全部消失，iD

=0，管子进入截止状态。4.2

MOSFET（2）工作原理：1.N沟道耗尽型MOS214.2

MOSFET2.N沟道耗尽型MOS管特性曲线(1)转移特性曲线（2）输出特性

N沟道耗尽型MOSFET管的电流方程与增强型管是一样的，不过其中的开启电压应换成夹断电压UP。经简单变换，耗尽型NMOSFET的电流方程为4.2

MOSFET2.N沟道耗尽型MOS管特性曲线(1)224.2

MOSFET3.P沟道绝缘栅场效应管(PMOS)

PMOS管也有两种:增强型和耗尽型。增强型PMOS管在工作时为了在漏源极之间形成P型沟道,栅源极之间电压uGS必须为负,而且漏源极电压uDS及漏极电流iD也与NMOS管的相反。4.2

MOSFET3.P沟道绝缘栅场效应管(PMOS)234.2

MOSFET1.各种类型MOS管符号对比三、各