模拟电子电路基础4.1

第四章MOS模拟集成电路基础§4.1场效应晶体管§4.2JFET放大电路休息1休息2§4.3MOS模拟集成电路基础返回§4.1场效应晶体管引言4.1.1JFET的结构及基本工作原理休息1休息24.1.2JFET伏安特性曲线返回4.1.3绝缘栅场效应管4.1.4FET小信号等效模型§4.1场效应晶体管休息1休息2引言返回晶体管工作在放大区时，输入回路PN结正偏，输入阻抗小，且是一个电流控制的有源器件。场效应管也是一种具有PN结的正向受控作用的有源器件，它是利用电场效应来控制输出电流的大小，其输入端PN结一般工作于反偏状态或绝缘状态。输入电阻很高。场效应管根据结构不同分为两大类：结型场效应管(JFET)输入阻抗_1016473320.unknown绝缘栅场效应管(IGFET)输入阻抗_1016473349.unknown_1022939674.unknown在IGFET中又有多种类型，目前应用最广泛的是以二氧化硅为绝缘层的场效应管，称为金属－氧化物－半导体场效应管(MOSFET,Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor)。_1016473726.unknown4.1.1JFET的结构及基本工作原理S源极D漏极休息1休息2返回(1)N沟道管在一块N型硅片两侧分别制作一个高浓度的P型区，形成P+N结，两个P型区的引线连在一起作为一个电极，称为栅极G。在N型区两端引出两个电极分别称为源极S和漏极D，两个PN结之间的N区域称为电沟道。符号中箭头的方向代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 了栅源电压处于正偏时栅极的电流方向。_1016915744.unknown_1016915746.unknown_1016915742.unknown(2)P沟道管导电沟道为P型半导体，称为P型沟道管。_1016915738.unknown_1016915740.unknown_1016915736.unknown1结构N沟道管：电子导电P沟道管：空穴导电4.1.1JFET的结构及基本工作原理GSD休息1休息2返回2工作原理(1)对漏极电流的控制作用_1016915924.unknown_1098998625.unknown_1016915923.unknownN沟道：，PN结反偏，耗尽层EMBEDEquation.3沟道截面_1016915919.unknown_1016915922.unknown_1098998667.unknown_1016915920.unknown_1016915918.unknown如果在时_1017345339.unknown_1098998697.unknown一般：沟道截面EMBEDEquation.3沟道电阻EMBEDEquation.3_1016915906.unknown_1016915919.unknown_1017345403.unknown_1098999044.unknown_1016915918.unknown_1016915904.unknown当时沟道夹断_1016915902.unknown_1022251164.unknown_1022251179.unknown_1098999071.unknown_1016915903.unknown_1016915901.unknown小结：场效应管是一种压控器件；场效应管只有一种极性的载流子导电－单极性晶体管。(2)uDS对iD的影响GSD休息1休息2N返回预夹断状态之后：如果EMBEDEquation.3合拢点沿沟道向源极方向移动外电压增量主要降落在夹断区上，未被夹断的沟道上电压不变,不变（恒流区）。当EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3强电场PN结雪崩击穿（击穿区）。_1016915880.unknown_1016915885.unknown_1022449524.unknown_1098999339.unknown_1098999374.unknown_1098999378.unknown_1098999323.unknown_1016915887.unknown_1017347657.unknown_1016915886.unknown_1016915883.unknown_1016915884.unknown_1016915882.unknown_1016915878.unknown_1016915879.unknown_1016915877.unknown故沿沟道PN结反偏电压不等（上大，下小）由于沟道电阻的存在，漏源电压uDS沿沟道递降耗尽层（上宽下窄）,沟道宽度（上窄下宽）.当时，_1022448021.unknown_1098999970.unknown_1016915891.unknown靠近漏极出现沟道合拢,即，出现预夹断状态；I：，_1016915897.unknown_1022253143.unknown_1098999637.unknown_1098999655.unknown_1022253133.unknown_1016915896.unknownII：，，在相同电压时，值不同，相应的预夹断电压也不同。EMBEDEquation.3加强反偏耗尽层沟道电阻EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3_1016915872.unknown_1016916162.unknown_1098999476.unknown_1098999507.unknown_1098999523.unknown_1098999543.unknown_1098999490.unknown_1080577171.unknown_1080577183.unknown_1022940693.unknown_1016915875.unknown_1016916110.unknown_1016915874.unknown_1016915867.unknown_1016915869.unknown_1016915871.unknown_1016915868.unknown_1016915865.unknown_1016915866.unknown_1016915864.unknown4.1.2JFET伏安特性曲线休息1休息2返回1转移特性曲线一般 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 表示式：_1022450371.unknown_1099000143.unknown_1016915861.unknown它表示了漏源电压一定时，栅源电压对漏源电流的控制作用。图中IDSS称为漏极饱合电流，即时的。_1016915860.unknown_1099000294.unknown_1016915859.unknown转移特性的大信号特性方程：与之间不是线性关系，而是平方律关系。故JFET也是一种非线性器件。当然为不同值时，可得一簇转移特性曲线，但由于工作在恒流区，几乎与无关。各曲线基本重合。_1016915856.unknown_1099000322.unknown_1099000336.unknown_1099000355.unknown_1016915857.unknown_1016915853.unknown_1016915855.unknown_1016915852.unknown2输出特性曲线击穿区I区III区II区休息1休息2返回I：可变电阻区：：由于较小，与近似线性关系。D极与S极对称，允许对换。_1022517148.doc)(offGSGSDSvvv_1022517436.unknown_1023131489.unknown_1099001606.unknown_1099001622.unknown_1099001584.unknown_1022517567.unknown_1022517198.unknown_1022517211.unknown_1022517187.unknown_1016915849.unknown_1016915850.unknown_1016915848.unknownII：放大区（恒流区或饱合区）：_1022517537.unknown_1099001329.unknown_1022517369.unknown输出特性曲线平坦但略向上倾斜，是模拟电路工作区，向上倾斜的原因是由于沟道的调制效应。恒流区的大信号特性方程：，_1022517769.unknown_1080586566.unknown_1099005050.unknown_1023131345.unknown_1016916706.unknown其中相当于BJT的_1016916802.unknown_1099005090.unknown_1016916801.unknownIII：截止区：IV：击穿区_1023131608.unknown_1099001552.unknown_1016917509.unknown4.1.3绝缘栅场效应管休息1休息2返回栅极处于绝缘状态的场效应管，输入阻抗很大，目前广泛应用的是SiO2为绝缘层的绝缘栅场效应管，称为金属－氧化物－半导体场效应管，简称MOSFET。MOSFET的类型：增强型N沟道MOS管（E型NMOSFET）耗尽型N沟道MOS管（D型NMOSFET）增强型P沟道MOS管（E型PMOSFET）耗尽型P沟道MOS管（D型PMOSFET）_1016524085.unknown1E型NMOSFET的工作原理N+N+返回(1)E型NMOSFET结构及电路符号在一块P型硅衬底上扩散两个高掺杂的N型区，分别作为源极S和漏极D，在S和D之间的P型衬底平面上利用氧化工艺生长一层薄的SiO2绝缘层，并引出G，在衬底上引出接触电极－衬底（引线）电极。一般：当时，D,S之间无导电沟道存在增强型（E型）当时，D,S之间有导电沟道存在耗尽型（D型）_1016918245.unknown_1016918272.unknown_1099001789.unknown_1099001806.unknown_1016918271.unknown_1016918200.unknown4.1.3绝缘栅场效应管N+SGDPN+返回(2)工作原理I：如果，则D极与衬底之间的PN结反偏，漏源之间没有导电沟道，_1016524538.unknown_1068234551.unknown_1099001859.unknown_1099001876.unknown_1068234542.unknown_1016524522.unknownII：若，_1016524670.unknown_1022623169.unknown_1099001904.unknown_1099001916.unknown_1022623150.unknown_1016524654.unknown产生由G极垂直指向P型衬底的电场排斥空穴，吸引电子_1016524732.unknown_1068234402.unknown_1099001960.unknown_1016524686.unknown当（临界电压，开启电压）电场使P区内电子吸引到表面形成一个N型薄层（称反型层）。_1016524806.unknown_1068234198.unknown_1068234208.unknown_1099001984.unknown_1016524887.unknown_1016524145.unknown_1016524732.unknown_1016524085.unknown显然：反型层N型沟道电阻EMBEDEquation.3_1016525144.unknown_1068234086.unknown_1068234119.unknown_1099002029.unknown_1099002041.unknown_1068234134.unknown_1068234104.unknown_1022624576.unknown_1016525028.unknown_1016525109.unknown_1016524988.unknown可见对有控制作用。_1016525211.unknown_1099002102.unknown_1016525193.unknown4.1.3绝缘栅场效应管UGS(th)返回(3)转移特性取V_1016920200.unknown_1016946035.unknown_1080743886.unknown_1099002143.unknown_1016946089.unknown_1016945969.unknown_1016525379.unknown当，没有形成导电沟道，_1016525557.unknown_1080743904.unknown_1099002174.unknown_1080743898.unknown_1016525458.unknown当，形成导电沟道_1080743915.unknown_1099002202.unknown_1016525497.unknown导电沟道_1016525608.unknown_1080743931.unknown_1099002234.unknown_1080743925.unknown_1016525581.unknown(4)输出特性uGSuGD=uGS-uDSuDS返回当，截止区_1016915821.unknown_1016919948.unknown_1080744529.unknown_1099004415.unknown_1016946200.unknown_1016915831.unknown_1016525458.unknown当，导电沟道形成_1080744515.unknown_1099004496.unknown_1016525497.unknown①，沿沟道方向无电场_1016526243.unknown_1080744555.unknown_1099004595.unknown_1016526187.unknown②　，但较小，对沟道影响不大，与成线性增长。_1016526875.unknown_1080744620.unknown_1080744630.unknown_1099004302.unknown_1099004312.unknown_1099004290.unknown_1080744624.unknown_1080744612.unknown_1016526831.unknown_1016526865.unknown_1016526325.unknown③但时，由沿导电沟道第降，而栅极与源极之间的电压不变，在近D端的电压最小，沟道最浅，而近S端沟道最深。沟道电阻上开缓慢（非线性区）_1016527208.unknown_1016946612.unknown_1099004152.unknown_1099004193.unknown_1099004220.unknown_1099004239.unknown_1099004168.unknown_1016946635.unknown_1016527338.unknown_1016946600.unknown_1016527295.unknown_1016526964.unknown_1016526990.unknown_1016526831.unknown(4)输出特性=UGS（th）uGS1uGS2uGS3uGS4返回④当当D端沟道消失（预夹断）如果EMBEDEquation.3降落在夹断区沟道电场几乎不变不变，呈现恒流特性。_1016527544.unknown_1080744257.unknown_1080744268.unknown_1099003243.unknown_1099003278.unknown_1099003309.unknown_1099003258.unknown_1080744274.unknown_1080744263.unknown_1016527637.unknown_1080744251.unknown_1016527604.unknown_1016527459.unknown_1016527510.unknown_1016527295.unknown⑤雪崩击穿。_1080745303.unknown_1099003383.unknown_1016527708.unknown4.1.3绝缘栅场效应管继续返回2D型（耗尽型）MOSFET管的工作原理D型NMOSFET的结构与E型NMOSFET管的结构基本相同，差别在于耗尽型管的二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子，因此，即使，在两个N型区之间的P型硅表面也会感应出大量的电子，而形成导电沟道。在的作用下，出现漏极电流。_1016528054.unknown_1099003532.unknown_1099003551.unknown_1016528161.unknown_1016528022.unknown下图为D型NMOSFET管特性曲线由转移特性曲线可以看出，在时，便有较大的，但当沟道变窄_1016528187.unknown_1016528267.unknown_1099003662.unknown_1099003676.unknown_1016528226.unknown_1016528153.unknown当截止区_1022773938.unknown_1099003698.unknown_1016528330.unknown可见，无论栅源电压为正还是负，都能控制的大小，并不出现栅流。_1016528054.unknown