场效应管及其基本放大电路（上）

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场效应管及其基本放大电路（上）

来源：凯泰电子作者：场效应管人气：-2012-02-15 17:09:00

【大中小】

场效应管及其基本放大电路

1结形场效应管
2砷化镓金属-半导体场效应管
3金属-氧化物-半导体场效应管
4场效应管放大电路
5各种放大器件电路性能比较

1、场效应晶体管(FET）

•分类和结构：

•结型场效应晶体管JFET

•绝缘栅型场效应晶体管IGFET

结型场效应晶体管JFET

1、 P 沟道和N沟道结构及电路符号

2、工作等效（以P沟道为例）

恒流工作（电压控制电流源）

截止工作

JFET的主要参数

1）夹断电压VP:手册给出是ID为一微小值时的VGS

2）饱和漏极电流IDSS; VGS=0，时的ID

3)、 电压控制电流系数gm=

4）交流输出电阻 rds=

5)极限参数：

V（BR）DS、漏极的附近发生雪崩击穿。

V（BR）GS、栅源间的最高反向击穿。

PDM 最大漏极允许功耗 ，与三极管类似。

特性曲线：

与三极管相同，场效应管也有输入和输出的特性曲线。称为转移特性曲线和输出特性曲线。以N型JFET为例：

MOSFET

增强型MOSFET

耗尽型MOSFET

1、增强型MOS场效应管

N沟道增强型MOS场效应管结构

当UGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的PN结，无论UDS之间加上电压不会在D、S间形成电流ID,即ID≈0.

当UGS较小时，虽然在P型衬底表面形成一层耗尽层，但负离子不能导电。

当UGS=UT时, 在P型衬底表面形成一层电子层，形成N型导电沟道，在UDS的作用下形成ID。

开始无导电沟道，当在UGS?UT时才形成沟道,这种类型的管子称为增强型MOS管

当UGS>UT时, 沟道加厚，沟道电阻减少，在相同UDS的作用下，ID将进一步增加

N沟道增强型MOS场效应管特性曲线

转移特性曲线

UDS一定时，UGS对漏极电流ID的控制关系曲线

ID=f(UGS)½UDS=C

在恒流区，ID与UGS的关系为

D≈K(UGS-UT)2

沟道较短时，应考虑UDS对沟道长度的调节作用

ID≈K(UGS-UT)2（1+lUDS)

增强型MOS管

K—导电因子（mA/V2)

l—沟道调制长度系数

μn—沟道内电子的表面迁移率
COX—单位面积栅氧化层电容
W—沟道宽度
L—沟道长度
Sn—沟道长宽比
K'—本征导电因子

N沟道增强型MOS场效应管特性曲线

输出特性曲线

UGS一定时， ID与UDS的变化曲线，是一族曲线
ID=f(UDS)?UGS=C

1.可变电阻区：
ID与UDS的关系近线性ID≈ 2K(UGS-UT)UDS

当UGS变化时，RON将随之变化因此称之为可变电阻区

当UGS一定时，RON近似为一常数因此又称之为恒阻区

输出特性曲线

2. 恒流区：
该区内，UGS一定，ID基本不随UDS变化而变

3.击穿区：
UDS 增加到某一值时，ID开始剧增而出现击穿。
当UDS 增加到某一临界值时，ID开始剧增时UDS称为漏源击穿电压。

漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用

UDS=UDG＋UGS
=－UGD＋UGS
UGD=UGS－UDS

当UDS为0或较小时，相当 UGD＞UT，此时UDS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。在UDS作用下形成ID

漏源电压UDS对漏极电流ID的控制作用

当UDS增加到使UGD=UT时，这相当于UDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的情况，称为预夹断。此时的漏极电流ID 基本饱和

当UDS增加到UGD?UT时，此时预夹断区域加长，伸向S极。 UDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上， ID基本趋于不变。

MOS管衬底的处理

处理原则：

保证两个PN结反偏，源极—沟道—漏极之间处于绝缘态

处理方法：

NMOS管—UBS加一负压

PMOS管—UBS加一正压

耗尽型MOS场效应管

N沟道耗尽型MOS场效应管工作原理

当UGS=0时，UDS加正向电压，产生漏极电流ID,
此时的漏极电流称为漏极饱和电流，用IDSS表示
当UGS＞0时，将使ID进一步增加。
当UGS＜0时，随着UGS的减小漏极电流逐渐减小。直至ID=0。对应ID=0的UGS称为夹断电压，用符号UP表示。

N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线

输出特性曲线

N沟道耗尽型MOS管可工作在UGS?0或UGS>0
N沟道增强型MOS管只能工作在UGS>0

各类绝缘栅场效应三极管的特性曲线

关于路灯的防雷设计并非无所适从上一篇下一篇场效应管的主要参数

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