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1、卜l/自双栅MOS场效应管及其应用章宁唐明辉双栅MOS场效应管是近年来发展起来的。、很有前途的新器件由于它具有工作频率高、、、增益可控高跨导高输入阻抗低噪声系、,一数低反馈电容以及大动态工作范围等优点l·石:},/理一被广泛地运用在甚高频和超高频的通讯电路唾。例如:中在电视接收机中作自动增益控制放飞、、、大器乘法检波器彩色同步解码器VHF与火甘!、}UHF调谐器中高濒放大器混频器以及图象。、中频放大器特别当应用在VHFUHF电子,、,调谐器中时它的增益噪声系数交叉调制。及AGC等性能均优于一般晶体管本文就双栅MOS场效应管的特性及其应用作一简单介,。绍供读者使用时参考、一双栅MOS场效
2、应管的特性双栅M05场效应管的结构与电路符号如。’图1所示在尸型衬底上有三个高掺杂的N型区(分别作为源极和漏极)和两个N型沟图1双祖MOS场效应管的结构及电路符号,,两个场效应管的漏电流。,。道它们之间由中间扩散岛连接其中每一I相等总混电压V。,,为两管漏电压之和我们发现第二个沟道都有它自己单独的栅极来控制沟道的在测试中一,夹断与否取决于漏电压和两个栅上的偏压的大个场效管实质上是受栅岛间电压控制的其,,。原因为两管串联即使一管的栅电压增加其小,1为了说明这个间题在图中用虚线把它..甲JesIes冲巧‘卜!11-六一,相当于两个单栅M⋯了一分成两个部分OS场效应管,:,。=。:=。:,Q
3、和Q串联组成其漏极电流III哎之八-,气即D。:V一;-每一个栅极均能控制漏极电流I受V和,。VGZ因此在使用该器件时对器件特性的控制口5。的了解是必要的丫‘.卜fy左。{声节一1直流特性和低颇特性一甲‘,‘-OS场效应管的直流特性可由两个y丫V‘.‘V)双栅M,单栅M05场效应管的直流特性简单合成即图2双祖MOS场效应管的t流特性,汤电流亦受到另一管的限制而不能无限制地刁,。增加其直流特性曲线如图2所示,(勺.E旧IJJ.cw很据直流特性曲线很方便地导出双栅尸,妇了甲J气如了户汗-.J。MOS场效应管的跨导‘与偏压的关系图3所,示为双栩MOS场效应管的低频特性曲线从图3(b)中我们发
4、现有随肠电流的增加使跨导510巧厂。tm人)‘)O幻气慈磊图3双橱MOS场效应管的任频转移特性,减小的区域因此在使用时应特别注意选择合。:。适的v2。盲颐特性滇选双姗MOS场效应管的高频等效电路如图4。Y,‘V,所示这里我们假设前级场效应管的参数Va。,为八)=‘,,.‘Y一’Y从八‘,,、.(1)(YY夕:,式中叭为场效应管的输入导纳l0,Y为场效应管的电压反馈导纳,,,乌点经Y为场效应管的电流转移导纳Y.。5为场效应管的输出导纳SY参数可表示为.必双翻MO场效应管的l口
5、r矛、了、Y‘(一Y‘+g二、)Y+.i.ft..、了矛、DJ‘了.从盘Y一I‘n产.S‘甘"rTY‘十gmZD
6、Yr/夸铸,(2)Y.//令:‘。。+二:式中D二Y+Y+Yg(3),。仁.咖,由式(3)可知在远比g藏止频率为低,‘,,因此的级率下值在D中起决定性作用..,.、,、Y妇YtY’的值可用前级的近似值而Y值另乒‘++9.:一一‘。则降低为〔i+(YY.)/Y〕‘:.V,V图5为双橱MOS场效应管的导纳Y参数与〔C)。:撅率的特性曲线由图可知通常在实用频段,内与单栅场效应管类似只是由于两条沟道的,,、串联致使Y的频率特性较差至于高频参数,l,----与偏置的关系同单栅型的高频参数与偏置的一一一一一州—‘▲。图中的。/关系基本一致B表示Y参数的电纳。。、另外由于双栅MOS场效应管有较低
7、的交//,,,叉调制特性因此随着四馈电容的降低自动一’全‘。一}嗜/一一愁万600一子记:)月引r·M日功/点育,鱼.甘丫t卜交i图4双汾MOS汤欢立了苗须等效电路亏(:{MH)图5双权MOS场效应管的Y乡数与频本的天另增益控,制时的频率偏移也减少了沙披广泛地应用于超高频电视通讯的前置级。、3自动增益控制特性由于双栅MOS场效应管具有良好的自动,增益控制特性故常被设计者使用在图象中放1·、..。l。。:.一/一之。电路中图6为测试G栅极电压对跨导‘的控,g。兰/一。一户制特性曲线图中沂示跨导(曲线斜率)随知/巧一朽一:,:,几电压增加而增加沮几电玉在4V左右时工。(mA》/、一J一
8、4!冲2.下、‘2勺亏,o,v:‘,V。V丫.f)乙V万0JOC犷I布八:2图6自动增益控制特性曲线。,,;,:.管子的漏极电流I为11二A说明管子有较大:可改变R的电阻值当变小时几几。,。:,,的功耗因此在电路设计时常取V控制电R:增加使增益减小达到增益控制的目飞,玉在3V以下较合适且控制特性与一般正向。的,:AGC晶体管相反即随着控制电压几的上第二栅极G:作为增益控制端,,升其增益增加具有反向自动增益控制的特,:,按图8所示第一栅极G加输入
