文档介绍：只有一种载流子参与导电,且利用电场效应来控制电流的三极管,称为场效应管,也称单极型三极管。
场效应管分类
结型场效应管
绝缘栅场效应管
特点
单极型器件(一种载流子导电);
输入电阻高;
工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。

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D
S
G
N
符号
1. 结型场效应管
(1)结构
N型沟道
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。
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P 沟道场效应管
N+
N+
P型沟道
G
S
D
P 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
G
D
S
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(2)工作原理
N 沟道结型场效应管用改变 UGS 大小来控制漏极电流 ID 的。
G
D
S
N
N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。
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在漏极与源极间电压一定时,漏极电流iD的大小取决于沟道的电阻,当材料电阻率和沟道长度一定时,沟道的电阻,主要由导电沟道的有效截面积决定,因此,通过改变导电沟道的截面积,就可以控制漏极电流iD的大小。
1)沟道电流的可控性
iD
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2)栅源电压改变沟道大小
当漏极与源极之间的电压不变时,改变两个PN结耗尽层的大小,就可以控制导电沟道的有效截面积的大小,也就改变沟道的导电能力。在栅极和源极之间加上负电压(即uGS <0),此时两个PN结均为反向偏置,加大这个反偏电压,耗尽层不断变宽,沟道的导电截面积逐渐减小,沟道电阻就随之增大,漏极电流iD将减小。当减小栅源间的反向偏置电压时,漏极电流将增大。这就是结型场效应管的简单工作原理。
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(a)改变 UGS ,改变了 PN 结中电场,控制了 ID ,故称场效应管;
(b)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。
3)结论
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(3)特性曲线
转移特性测试电路(N 沟道结型场效应管为例)
O UGS
ID
IDSS
UP
两个重要参数
饱和漏极电流 IDSS(UGS = 0 时的 ID)
夹断电压 UP (ID = 0 时的 UGS)
UDS
ID
UDD
UGG
D
S
G
V

+
V

+
UGS
+

mA
1)转移特性
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1)转移特性
O uGS/V
ID/mA
IDSS
UP
转移特性曲线
2)输出特性
当栅源之间的电压 UGS 不变时,漏极电流 ID 与漏源之间电压 UDS 的关系,即
结型场效应管转移特性曲线的近似公式:
≤
≤
UGS = 0 ,ID 最大;UGS 愈负,ID 愈小;UGS = UP,ID  0。
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输出特性有四个区:可变电阻区、恒流区、夹断区和击穿区。
2) 输出特性
IDSS
uDS=0 时输出特性曲线
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