1、主要內容 場效應管是一種利用電場效應來控制電流的半導體場效應管是一種利用電場效應來控制電流的半導體器件器件, ,也是一種具有正向受控作用的半導體器件。它也是一種具有正向受控作用的半導體器件。它體積小、工藝簡單，器件特性便于控制，是目前制造體積小、工藝簡單，器件特性便于控制，是目前制造大規(guī)模集成電路的主要有源器件。大規(guī)模集成電路的主要有源器件。 場效應管輸入電阻遠大于三極管輸入電阻。場效應管輸入電阻遠大于三極管輸入電阻。 場效應管是單極型器件（場效應管是單極型器件（三極管是雙極型器件三極管是雙極型器件）。）。 場效應管受溫度的影響?。▓鲂苁軠囟鹊挠绊懶。ㄖ挥卸嘧悠七\動形成電流只有多子漂移運

2、動形成電流）絕緣柵型場效應管絕緣柵型場效應管mosfet結型場效應管結型場效應管jfetp p溝道溝道n n溝道溝道p p溝道溝道n n溝道溝道p p溝道溝道n n溝道溝道耗盡型（耗盡型（dmos）增強型（增強型（emos） 溝道溝道：指載流子流通的渠道、路徑。指載流子流通的渠道、路徑。n溝道溝道是指是指以以n型材料構成的區(qū)域型材料構成的區(qū)域作為載流子流通的路徑；作為載流子流通的路徑；p溝道溝道指以指以p型材料構成的區(qū)域型材料構成的區(qū)域作為載流子流通的路徑。作為載流子流通的路徑。sgdsgdp+p+ngsdn溝道溝道jfetp溝道溝道jfetn+n+pgsd返回返回sgudidsgudidpp

3、+n+sgdun+nn+p+sgdup+p溝道溝道dmosq dmosvgs=0時，導電溝道已存在時，導電溝道已存在返回返回pp+n+n+sgdunn+p+sgdup+sgudsgud返回返回sgdsgdsgudidsgudidusgdidsgudidnemosndmospdmospemosmosmos場效應管場效應管mosfetmosfet返回返回3.1 場效應管的工作原理場效應管的工作原理返回返回p+p+ngsd- + + vgsvds+ + - -|vgs | |vgs | vgs =vgs (off)若若vds=0ngsd- + + vgsp+p+n ron q vds對溝道的控制對溝

4、道的控制（假設（假設vgs 一定一定） vds很小時很小時 vgd vgs由圖由圖 vgd = vgs - - vds因此因此 vds id線性線性 若若vds 則則vgd 近漏端溝道近漏端溝道 ron增大增大。此時此時 ron id 變慢變慢ngsd- + + vgsp+p+vds+- -此時此時w近似不變近似不變即即ron不變不變ngsd- + + vgsp+p+vds+- -angsd- + + vgsp+p+vds+- -a vds 0 ( (保證柵漏保證柵漏pn結反偏結反偏) )。 u接電路最低電位或與接電路最低電位或與s極相連極相連( (保證源襯保證源襯pn結反偏結反偏) )。 v

5、gs 0 ( (形成導電溝道形成導電溝道) )pp+n+n+sgduvds- + - + - +- + vgs柵柵 襯之間襯之間相當相當于以于以sio2為介質為介質的平板電容器的平板電容器。 假設假設vds =0，討論討論vgs作用作用pp+n+n+sgduvds =0- + - + vgsid= f ( vgs )vds = 常數(shù)常數(shù)：id= f ( vds )vgs = 常數(shù)常數(shù)：+tvdsig 0vgsid+- - -輸出特性曲線可劃分四個區(qū)域：輸出特性曲線可劃分四個區(qū)域： id只受只受ugs控制，而與控制，而與uds近似無關，表現(xiàn)出類似三極管近似無關，表現(xiàn)出類似三極管 的正向受控作用。

6、的正向受控作用。 q 非飽和區(qū)非飽和區(qū)（又稱可變電阻區(qū)）（又稱可變電阻區(qū)）特點：特點：id同時受同時受ugs與與uds的控制的控制。id/mauds /v0uds = ugs utugs =5v3.5v4v4.5v非飽和區(qū)非飽和區(qū)、飽和區(qū)飽和區(qū)、截止區(qū)截止區(qū)、擊穿區(qū)擊穿區(qū)。q 飽和區(qū)飽和區(qū)（又稱恒流區(qū)）（又稱恒流區(qū)）特點：特點：vgs(th)開啟電壓，開始有開啟電壓，開始有id時對應的時對應的vgs值值q 截止區(qū)截止區(qū)（id =0以下的區(qū)域）以下的區(qū)域）q 擊穿區(qū)擊穿區(qū)ig0，id0返回返回2gs(th)gsoxnd)(2vvlwci特點特點：id同時受同時受vgs與與vds的控制的控制。id

7、/mavds /v0vds = vgs vgs(th)vgs =5v3.5v4v4.5v條件條件：vgs vgs(th) v ds vgs(th) v ds vgsvgs(th)返回返回2gs(th)gsoxnd)(2vvlwciads2gs(th)gsoxnd1)(2vvvvlwcids2gs(th)gsoxn1)(2vvvlwc返回返回特點特點：相當于相當于mos管三個電極斷開管三個電極斷開。 id/mavds /v0vds = vgs vgs(th)vgs =5v3.5v4v4.5v溝道未形成時的工作區(qū)溝道未形成時的工作區(qū)條件條件： vgs 0，vgs 正、負、零均可正、負、零均可。外部

8、工作條件外部工作條件：id表達式表達式相同相同。id/mavds /v0vds = vgs vgs(off)vgs =0v- -2v- -1. 5v- -1v- -0. 5vid = =0 時對應的時對應的vgs值值 夾斷電壓夾斷電壓vgs（off） 。vgs= =0 時對應的時對應的id 值值 飽和漏電流飽和漏電流idss。pjfet與與njfet的差別僅在于電壓極性與電流方向相反的差別僅在于電壓極性與電流方向相反在飽和區(qū)時的在飽和區(qū)時的數(shù)學模型數(shù)學模型：2gs(off)gsdssd1vvii2gs(th)gsoxd)(2vvlwci2gs(off)gsdssd1vviin：vds 0id(

9、ma)vgs(v)vgs(th)vgs(th)vgs(off )vgs(th)vgs(th)vgs(off )p：vds vgsvgs(th) ，vgs vgs(th)，假設成立假設成立。返回返回q fet管高頻小信號電路模型管高頻小信號電路模型 當高頻應用、需計及管子極間電容影響時，應采當高頻應用、需計及管子極間電容影響時，應采用如下高頻等效電路模型。用如下高頻等效電路模型。gmvgsrdsgdsidvgs- -vds+- -cdscgdcgs柵源極間柵源極間平板電容平板電容漏源極間電容漏源極間電容（漏襯與（漏襯與源襯之間的勢壘電容）源襯之間的勢壘電容）柵漏極間柵漏極間平板電容平板電容gmv

10、gsrdsgdsicvgs- -vds+- - rds為為場效應管場效應管輸出電阻輸出電阻： 由于場效應管由于場效應管ig 0，所以輸入電阻所以輸入電阻rgs 。而三極管發(fā)射結正偏，而三極管發(fā)射結正偏，故輸入電阻故輸入電阻rbe較小較小。)/(1cqceir與三極管與三極管輸出電阻表達式輸出電阻表達式 相似相似。)/(1dqdsirrbercebceibic+- - -+vbevceibq mos mos) ) gmfet跨導跨導qgsdmvigdqoxqgsdm22ilwcvig得得 通常通常mos管的跨導比三極管的跨導要小一個數(shù)管的跨導比三極管的跨導要小一個數(shù)量級以上，即量級以上，即mos

11、管放大能力比三極管弱。管放大能力比三極管弱。(mosfet(mosfet管管）dssdqm0dssdqgs(off)dss)(gs(off)dssqgsdm2)1 (2iigiivivvvivigoffgsgsq(jfet(jfet）返回返回 場效應管電路分析方法與三極管電路分析方場效應管電路分析方法與三極管電路分析方法相似，可以采用法相似，可以采用估算法估算法分析電路直流工作點；分析電路直流工作點；采用采用小信號等效電路法小信號等效電路法分析電路動態(tài)指標。分析電路動態(tài)指標。 場效應管估算法分析思路與三極管相同，只是場效應管估算法分析思路與三極管相同，只是由于兩種管子工作原理不同，從而使外部工

12、作條件由于兩種管子工作原理不同，從而使外部工作條件有明顯差異。因此用估算法分析場效應管電路時，有明顯差異。因此用估算法分析場效應管電路時，一定要注意自身特點。一定要注意自身特點。 mos管截止模式判斷方法管截止模式判斷方法假定假定mos管工作在放大模式管工作在放大模式：放大模式放大模式非飽和模式非飽和模式（需重新計算（需重新計算q點點）n溝道管溝道管：vgs vgs(th)截止條件截止條件a)a)由直流通路寫出管外電路由直流通路寫出管外電路vgs與與id之間關系式之間關系式。c)c)聯(lián)立解上述方程，選出合理的一組解聯(lián)立解上述方程，選出合理的一組解。d)d)判斷電路工作模式判斷電路工作模式：若若|vds| |vgsvgs(th)| 若若|vds| |vgsvgs(th)| b)b)利用飽和區(qū)數(shù)學模型利用飽和區(qū)數(shù)學模型：2gs(th)gsoxd)(2vvlwci場效應管小信號等效電路分法與三極管相似。場效應管小信號等效電路分法與三極管相似。 利用微變等效電路分析交流指標。利用微變等效電路分析交流指標。 畫交流通路畫交流通路 將將fetfet用小信號電路模型代替用