第三章XX(场效应管)讲解

G
u
P
P DS
N
u GS
S i
S
(b) u GS＜0 , u DG| UP|
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(=uDS-uGS)也随之增大。
4
－1V
3
2
－2 V
1
r
大
DS
－3 V
UP＝－4 V
0
4
8 12 16 截止区
20
24 BUDSS
uDS / V
1. 可变电阻区
当uDS很小，|uDS-uGS|<|UP|时，即预夹断前，uDS的 变化直接影响整个沟道的电场强度，从而影响iD的大 小。所以在此区域，随着uDS的增大， iD增大很快。
S
iS
2)uGS一定: 增大uDS
(a ) u GS ＜0,
u DG ＜|
U|
P
2)uGS一定: 增大uDS
D iD
G
uDS
PNP
uGS
S
iS
iD
D
G
u
P
P DS
N
u GS
S i
S
D iD
G P
u
P
DS
u GS
S
iS
(a) u GS＜0,
u
DG＜|
U|
P
预夹断时:
(b) u GS＜0 , u DG＜|UP|
预夹断
uGD uGS uDS
(c) u GS ≤
UP ,
u
DG
＞|
U
|
P
夹断
U P uGS uDS
二、结型场效应管的特性曲线
场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特性曲线。
1、转移特性
在uDS一定时, 漏极电流iD与栅源电压 uGS之间的关系称为转移特性。 即
i u f ( D
UP——夹断电压，表示uGS=UP时iD为零。
uDS=12 V
iD / mA
IDSS 5 4 3 2
1
UP
－4 －3 －2 －1 0
uGS/V
2、输出特性
i u f ( D
) DS
常数
uGS
iD / mA 可变电阻区
6 r DS小
恒流区(线性放大区)
击穿区
uGS＝0 V
5
uDS＝uGS－UP
穿
3V
区
2V
uDS
(b)输出特性
N沟道增强型MOS场效应管的特性曲线
uGS为大于UT的某一值时: uDS对iD的影响
uDS增大 预夹断
3.2.2 N沟道耗尽型MOS场效应管
1. 结构
S
D
掺杂在绝缘层
中的正离子
G
D
G S
N沟道耗尽型符号
D
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
N＋
N＋
N 型沟道
P型衬底
G
S
P沟道耗尽型符号
衬底引线 N沟道耗尽型MOS管的结构示意图
N沟道耗尽型MOS场效应管的特性曲线
iD
iD / mA
4
3 IDSS
IDSS
2
uDS C
1
UP
O
(a) 转移特性
0
5
uGS
＋1 V
UGS＝ 0 V －1 V
－2 V
－3 V
10
15
20
uDS / V
(b) 输出特性
IDSS——饱和漏极电流，表示uGS=0时的iD值. UP——夹断电压，表示uGS=UP时iD为零。
) u GS
常数
DS
iD
iD / mA
IDSS 5 4
d
g
P
P
－
－
N
UGG
uGS
＋＋ S
＋
Rd
＋
uDS
－ UDD
－
3
uDS=12 V
2
1
UP
－4 －3 －2 －1 0
uGS/V
在UP≤uGS≤0的范围内, 漏极电流iD与栅极电压uGS的关系为：
iD

IDSS (1
uGS UP
)2
IDSS——饱和漏极电流，表示uGS=0时的iD值
S 源极
s
d
(a) N型沟道
N沟道结型场效应管符号
g
s
P沟道结型场效应管符号
工作原理
1. uGS对导电沟道的影响
uDS=0
iD＝0
D
耗尽层
iD＝0
P＋
P＋
N
Dຫໍສະໝຸດ Baidu
G
型
沟
P＋
P＋
道
N
G
型
沟
道
uGS
S
S
(a) uGS＝0
(b) uGS＜0
耗尽层变宽 导电沟道变窄
沟道电阻
当uDS=0时uGS对导电沟道的影响示意
夹断 D iD
G P
u
P
DS
u GS
S
iS
(c) u GS≤
UP ,
u
GS
＞|
U
|
P
§3.2绝缘栅场效应管
3.2.1 N沟道增强型MOS场效应管 1. 结构
S
G
D
SiO2
D
D G
S
P沟道增强型符号
N＋
N＋
G
P型硅衬底
S
N沟道增强型符号
衬底引线
N沟道增强型MOS管结构
2. 工作原理 uDS ＝0时uGS对导电沟道的影响
第三章 场效应管放大电路
§3.1结型场效应管 §3.2绝缘栅场效应管 §3.3场效应管的主要参数 §3.4场效应管的特点 §3.5场效应管放大电路
第三章 场效应管放大电路
§3.1结型场效应管
D 漏极
N＋
N＋
一、结型场效应管的结构及工作原理
D 漏极
栅极
P 型
G
沟
道
P＋
P＋
栅极
N 型
d
G
沟 道
g
源极 S (b) P型沟道
iD＝0
uDS >0时uGS对导电沟道的影响 iD>0
若增大uGS 则沟道展宽, 电阻减小, iD增大------增强型
uGS 控制 iD
3. 特性曲线
iD / mA
UT开启电压
uDS C
10 mA 0
UT
uGS / V
(a) 转移特性
iD
可
变
恒
电
阻
流
区 区
0 截止区
UGS＝6V
5V 击
4V
UGS
S
(b)
(b) UGS负压增大， 沟道变窄， ID减小
UGS
S
(c)
(增c)大UG，S负压进一步 沟道夹断， ID =0
2. iD与uDS、uGS之间的关系
1)uDS一定: 改变uGS
改变沟道电阻 rD
rD

uDS iD
i D
D
G
u DS
PN P
管子工作在一个受uGS控制的 可变电阻区
u GS
D
D
G 衬底
S
(a) N沟道增强型
D
G 衬底
S
(b) N沟道耗尽型
D
G 衬底
S
(c ) P沟道增强型
G 衬底
S
(d) P沟道耗尽型
d
g s
N沟道结型场效应管符号
d
g s
P沟道结型场效应管符号
D iD
G
uDS
PNP
uGS
S
iS
(a) u GS＜0,
u
DG＜|
U|
P
2.恒流区
(1)当UP<UGS<0时，uGS变化，曲线平移， uGS对iD的控制能力很强。
(2)UGS固定，uDS增大，iD增大极小。说明在恒流区，
uDS对iD的控制能力很弱
iD
D
uDS-uGS|>|UP|
预夹断
此后， uDS再增大，电压主要降 到局部夹断区，而对整个沟道 的导电能力影响不大。所以uDS 的变化对iD影响很小
uGS uGD UP
D P＋
iD＝0
P＋
G
S UGS
(c) uGS＝－UP 导电沟道 完全消失 沟道电阻
夹断状态
栅源电压UGS对沟道及ID的控制作用示意图
uDS=常数 D ID＝IDSS (最大)
D ID减小
G
N
UDS
PP
UDS PP
D ID＝0
UDS PP
S
(a)
(a) UGS =0， 沟道最宽， ID最大