1、絕緣珊場效應管第1頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二 2.2 場效應管 BJT是一種電流控制元件(iB iC)，工作時，多數載流子和少數載流子都參與運行，所以被稱為雙極型器件。 場效應管（簡稱FET）是一種電壓控制器件(uGS iD) ，工作時，只有一種載流子參與導電，因此它是單極型器件。 FET因其制造工藝簡單，功耗小，溫度特性好，輸入電阻極高等優點，得到了廣泛應用。第2頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二FET的分 類:FET分類： 絕緣柵場效應管結型場效應管增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道第3頁，共15頁，2022年，5月20

2、日，19點49分，星期二二. 絕緣柵場效應三極管 絕緣柵型場效應管 (FET)，簡稱MOSFET。分為： 增強型 N溝道、P溝道 耗盡型 N溝道、P溝道 1.N溝道增強型MOS管 （1）結構 4個電極：漏極D，源極S，柵極G和 襯底B。符號：二氧化硅絕緣層通常將襯底與源極接在一起第4頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二 當uGS0V時縱向電場將靠近柵極下方的空穴向下排斥耗盡層。（2）工作原理 當uGS=0V時，漏源之間相當兩個背靠背的 二極管，在d、s之間加上電壓也不會形成電流，即管子截止。 再增加uGS縱向電場將P區少子電子聚集到P區表面形成導電溝道，如果此時加有漏源電

3、壓，就可以形成漏極電流id。柵源電壓uGS的控制作用第5頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二 定義： 開啟電壓（ UT）剛剛產生溝道所需的柵源電壓UGS,也記為UGS(th)。 N溝道增強型MOS管的基本特性： uGS UT，管子截止， uGS UT，管子導通。 uGS 越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓uDS作用下，漏極電流ID越大。第6頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二 漏源電壓uDS對漏極電流id的控制作用 當uGSUT，且固定為某一值時，來分析漏源電壓VDS對漏極電流ID的影響。（設UT=2V， uGS=4V） （a）uds=0時， id=0

4、。 （截止區）（b）uds id； 同時溝道靠漏區變窄。 （可變電阻區）（c）當uds增加到使ugd=UT時，溝道靠漏區夾斷，稱為預夾斷。（d）uds再增加，預夾斷區加長， uds增加的部分基本降落在隨之加長的夾斷溝道上， id基本不變。（恒流區）第7頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二（3）特性曲線 四個區：（a）可變電阻區（預夾斷前）。 輸出特性曲線：iD=f(uDS)uGS=const（b）恒流區也稱飽和 區（預夾斷 后）。 （c）夾斷區（截止區）。 （d）擊穿區?？勺冸娮鑵^恒流區截止區擊穿區iD受uGS控制第8頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星

5、期二 轉移特性曲線： iD=f(uGS)uDS=const 可根據輸出特性曲線作出轉移特性曲線。例：作uDS=10V的一條轉移特性曲線：UT第9頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二 一個重要參數跨導gm： gm=iD/uGS uDS=const (單位mS) gm的大小反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。 在轉移特性曲線上， gm為的曲線的斜率。 在輸出特性曲線上也可求出gm。第10頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二 3、P溝道MOSFET P溝道MOSFET的工作原理與N溝道 MOSFET完全相同，只不過導電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這

6、如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。（請大家自學）第11頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二4. MOS管的主要參數（1）開啟電壓UT（2）夾斷電壓UP（3）跨導gm ：gm=iD/uGS uDS=const （4）直流輸入電阻RGS 柵源間的等效電阻。由于MOS管柵源間有sio2絕緣層，輸入電阻可達1091015。 第12頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二三 .場效應管的主要參數(1) 開啟電壓UT UT 是MOS增強型管的參數，柵源電壓小于開啟電壓的絕對值, 場效應管不能導通。 （2）夾斷電壓UP UP 是MOS耗盡型和結型FET的參數，

7、當uGS=UP時,漏極電流為零。 （3）輸入電阻RGS 結型場效應管，RGS大于107，MOS場效應管, RGS可達1091015。（4） 低頻跨導gm gm反映了柵壓對漏極電流的控制作用，單位是mS(毫西門子)。第13頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二四.雙極型和場效應型三極管的比較雙極型三極管 單極型場效應管載流子多子+少子多子輸入量電流輸入電壓輸入控制電流控制電流源電壓控制電流源輸入電阻幾十到幾千歐幾兆歐以上噪聲較大較小靜電影響不受靜電影響易受靜電影響制造工藝不宜大規模集成適宜大規模和超大規模集成第14頁，共15頁，2022年，5月20日，19點49分，星期二總結分析1,絕緣