汽车电工电子技术教学课件知识点16

特点：
当uGS=0时，就有沟道，加入uDS，就有iD。 当uGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。 当uGS＜0时，沟道变窄，iD减小。
源 极s 栅 极-g 漏 极d
-
-
++++++++++++
N+
N
P衬 底
定义：
-
衬 底b
夹断电压（ UP）——沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS。
-d
g
--b -
s
实线（变虚）要耗尽
-d
g
--
s
-d
g
--
s
场效应三极管
广东机电职业技术学院 房毅卓
-d
g
--b -
s
-d
g
--b -
s
1 场效应管的分类
增强型
绝缘栅场效应管
FET分类：
耗尽型
结型场效应管
N沟道 P沟道
N沟道 P沟道 N沟道 P沟道
二. 结型场效应管
1. 结型场效应管的结构（以N沟为例）：
漏 极d
-
ห้องสมุดไป่ตู้
栅 极g
-
p+
简称MOSFET。分为：
增强型 N沟道、P沟道
SiO2
耗尽型 N沟道、P沟道
1.N沟道增强型MOS管（劈空掌） （1）结构
4个电极：漏极D， 源极S，栅极G和 衬底B。
-d
栅 极g
-
g
符号：
-
-
b
s
虚线（变实）要增强
漏 极d
-
p+
p+
N
源-极s
（2）工作原理
①栅源电压uGS的控制作用 当uGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的
电压控制电流源 几兆欧以上
较小 易受静电影响
适宜大规模和超大 规模集成
-
VGG
-d -g
id
二氧化硅
N+
N+
P衬 底
b
测验3
1. N沟道绝缘栅场效应管的结构是怎样的？ 2. 增强型绝缘栅场效应管符号特点是什么？ 3. 衬底是P型半导体，为什么叫N沟道？ 4. 什么叫开启电压（ UT）？ 5. ID是怎样控制的？
2.N沟道耗尽型MOSFET
在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当uGS=0时，这些正离子 吸引下面P型材料里的自由电子，形成了自由电子沟道。
二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电 流，即管子截止。
当uGS＞0V时→纵向电场
→将靠近栅极下方的空穴向下排斥 →耗尽层。 再增加uGS→纵向电场↑
→将P区自由电子聚集到 P区表面→形成自由电子导电沟道，如果
此时加有漏源电压，就可以形成漏极电 流id。
s VDD
-
-d
-g
s VDD
-
VGG
N+
-g
层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。 ③当│uGS│↑到一定值时 ，沟道会完全合拢。
ddd
ggg
p+p+p+
p+p+p+
VGVGGVGGG
NN N
ss s
定义：
由于PN结加反向电压，所以输入电流IG
夹断电压UP——使导电沟道完全 非常小。
合拢（消失）所需要的栅源电压
这种元件叫电压控制型元件。
测验2
测验4
1. N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的结构是怎样的？ 2. N沟道耗尽型绝缘栅场效应管符号特点是什么？ 3. 衬底是P型半导体，为什么叫N沟道？ 4. 什么叫夹断电压（ Up）？ 5. ID是怎样控制的？
场效应管放大电路
1. 自偏压电路
+ VDD
Rd
d
C1
C2 + gT
+ ui Rg
—
s
uo
RC
Ni+d
二氧化硅
-d
二氧化硅
P衬 底
N+
N+
b
N
P衬 底 N
Pb
定义：
开启电压（ UT）——刚刚产生沟道所需的 栅源电压UGS。
N沟道增强型MOS管的基本特性： uGS ＜ UT，管子截止， uGS ＞UT，管子导通。 uGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源 电压uDS作用下，漏极电流ID越大。
s VDD
—
2.分压式自偏压电路
C1 + ui
—
+ VDD Rd
Rg1 d C2 +
gT
s
uo
Rg3 Rg2
R
C
—
5 .双极型和场效应型三极管的比较
载流子 输入量 控制 输入电阻
噪声 静电影响 制造工艺
双极型三极管 2种载流子 电流输入
电流控制电流源 几十到几千欧
较大 不受静电影响 不宜大规模集成
单极型场效应管 2种载流子 电压输入
1. 结型场效应管的结构是怎样的？ 2. 按结构分结型场效应管有哪几种？ 3. 结型场效应管的3各极的名称是什么？ 4. 为什么说结型场效应管的是电压控制型元件？ 5. 结型场效应管的ID是怎样控制的？ 6. 请画出2种结型场效应管的符号。
二. 绝缘栅场效应管
绝缘栅型场效应管 ( Metal Oxide Semiconductor FET)，
p+
N
源-极s
两个PN结夹着一个N型沟道。 三个电极：
g：栅极 d：漏极 s：源极
符号：
-d
g
--
s N沟道
-d
g
--
s P沟道
2. 结型场效应管的工作原理
（1）栅源电压对沟道的控制作用
在栅源间加负电压uGS ，令uDS =0
①当uGS=0时，为平衡PN结，导电沟道最宽。 ②当│uGS│↑时，PN结加反向电压时，耗尽
-
基极
b
c
集电极
符号:
e-
-c
-
b
e-
-c
-
b
从: IC = β•IB 可以知道，三极管是电流控制电流型元件。
测验1
1. 二极管有怎样的导电特性？ 2. 怎样改变二极管PN 结的耗尽层的厚度； 3. 根据结构分，三极管有哪2种？ 4. 三极管的输入电阻大约多大？ 5. 怎样知道三极管是什么样的元件？
-d
g
--
s
-d
g
--
s
场效应三极管
-d
g
--b -
s
-d
g
--b -
s
复习：
1.半导体二极管（单向导电性）
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
P
N
符号
+
-
阳极
阴极
复习：
2.PN结厚度的变化规律
正向电流
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
－ － －－
++ ++
－ － －－ ++ + +
内电场 E
EW
R
反向电流
P
－－
空间电荷区
－－ ++
N
++
－ － －－ ++ + +
－ － －－
++ ++
IR
内电场 E
EW
R
复习：
3.晶体三极管（输入电阻：rbe=1kΩ）
NPN型
发射结 集电结
PNP型
发射结 集电结
e-
发射极
NP N
发射区 基区 集电区
-
基极
b
c
集电极
e-
发射极
PN P
发射区 基区 集电区