《场效应管》PPT课件

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1、1.4场效应晶体管场效应晶体管（FieldEffectTransistor，FET）简称场效应管，是利用输入电压产生的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，是电压控制型器件。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。特点输入端电流极小，因此它的输入电阻很大利用多数载流子导电，其温度稳定性较好抗辐射能力强、功耗低、噪声低N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型（IGFET）1.4场效应晶体管DSGN符号1.4.1结型场效应管（Juncti

2、onFieldEffectTransistor）结构图1.4.1N沟道结型场效应管结构图N型导电沟道N型硅棒栅极源极漏极P+P+P型区耗尽层(PN结)在漏极和源极之间加上一个正向电压，N型半导体中多数载流子电子可以导电。导电沟道是N型的，称N沟道结型场效应管。P沟道场效应管P沟道结型场效应管结构图N+N+P型沟道GSDP沟道场效应管是在P型硅棒的两侧做成高掺杂的N型区(N+)，导电沟道为P型，多数载流子为空穴。符号GDS一、结型场效应管工作原理N沟道结型场效应管是通过改变UGS的大小来控制漏极电流ID的。(VCCS)

3、GDSNN型沟道栅极源极漏极P+P+耗尽层*在栅极和源极之间加反向电压，耗尽层会变宽，导电沟道宽度减小，使沟道本身的电阻值增大，漏极电流ID减小，反之，漏极ID电流将增加。*耗尽层的宽度改变主要在沟道区。1.当UDS=0时，uGS对导电沟道的控制作用ID=0GDSN型沟道P+P+(a)UGS=0UGS=0时，耗尽层比较窄，导电沟比较宽UGS由零逐渐减小，耗尽层逐渐加宽，导电沟道相应变窄。当UGS=UGS（Off)，耗尽层合拢，导电沟道被夹断.ID=0GDSP+P+N型沟道(b)UGS(off)

4、0GDSP+P+(c)UGS＜UGS(off)VGGUGS(off)为夹断电压,为负值。UGS(off)也可用UP表示2.当uGS为UGS（Off)~0中一固定值时,uDS对漏极电流iD的影响。uDS=0，iD=0GDSP+NiSiDP+P+VDDVGGuDS>0，耗尽层呈现楔形。(a)(b)uGD＝uGS－uDS→uDS↑→uGD↓→靠近漏极一边的导电沟道变窄。d-s呈现电阻特性。GDSNP+P+VGGuDS↑→uGD=UGS(off)，沟道预夹断uDS↑→uGD

5、S，改变了PN结中电场，控制了iD，故称场效应管；(2)结型场效应管栅源之间加反向偏置电压，使PN反偏，栅极基本不取电流，因此，场效应管输入电阻很高。GDSP+NiSiDP+P+VDDVGG(c)GDSiSiDP+VDDVGGP+P+(d)3.当uGD

6、确定的uGS，就有确定的iD。此时，可以通过改变uGS来控制的iD大小。gm=∆iD/∆uGS(单位mS，西门子)小结(1)在uGD＝uGS－uDS>uGS(off)情况下,即当uDS

7、iDIDSSUGS(off)图　转移特性uGS=0，iD最大；uGS愈负，iD愈小；uGS=UGS(off)，iD≈0。两个重要参数饱和漏极电流IDSS(UGS=0时的ID)夹断电压UGS(off)(ID=0时的UGS)UDSiDVDDVGGDSGV-+V-+uGS特性曲线测试电路mA2.输出特性曲线当栅-源之间的电压UGS不变时，漏极电流iD与漏之间电压uDS的函数关系，即结型场效应管转移特性曲线的近似公式：IDSS/V预夹断轨迹恒流区可变电阻区漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和夹断区。图1.4.5(b)漏极

8、特性输出特性曲线夹断区UDSiDVDDVGGDSGV-+V-+uGS图1.4.5(a)特性曲线测试电路+-mA击穿区iD/mAuDS/VOUGS=0V-1-2-3-4-5-6＊　结型P沟道的特性曲线SGD转移特性曲线iDUGS（Off）IDSSOuGS输出特性曲线iDUGS=0V2+uDS4+8+o栅源加正偏电压，(PN结反偏)漏源加反偏电压。