文档介绍：第3章场效应管
第3章场效应管
*1 场效应管:具有正向受控作用的半导体器件。
是单极型晶体管。
*2 场效应管类型:
结型(JFET):P沟道,N沟道
金属-氧化物-半导体型(MOSFET):
增强型(EMOS): P沟道,N沟道
耗尽型(DMOS): P沟道,N沟道
MOS场效应管
1 EMOS场效应管(N沟道)
1) 结构符号
W
D
G
S
U
U
S
G
D
P+
N+
N+
P
l
l
2 工作原理
在VGS作用下,D-S间形成导电沟道;在VDS作用下,S区电子沿导电沟道进到D区。
1) VGS =0 VDS>0
由于U-D极PN结是反向
偏置的,中间P型衬底
基本没有电子,所以
D极和S极彼此之间
有效地绝缘开了。
此时NMOS管处于
截止状态,ID=0。
U
S
G
D
P+
N+
N+
P
VGS
VDS
ID=0
2)VGS >0 VDS=0
向下的电场将排斥氧化层下面
P型衬底薄层(表面层)中
的空穴,使受主负离子露出
开始形成耗尽层。可动
载流子很少,ID≈0
U
S
G
D
P+
N+
N+
P
VGS
VDS
E
3) VGS ↑=VGST VDS=0
VGS ↑→表面层感应负电荷↑
→耗尽层↑→耗尽层上面的
表面层内感应自由电子浓度n↑
空穴浓度p↓→形成反型层→
产生导电沟道。
*1 反型条件:
*2 反型层
*3 开启电压VGST
U
S
G
D
P+
N+
N+
P
VGS
VDS
4)VGS >VGST VDS>0
在VDS 作用下, ID >0
5) VGS >VGST VDS↑> VGS –VGST
*1 VGS >VGST 时 VDS↑→
靠近漏极的耗尽层↑
*2 当VDS↑> VGS –VGST 时,
耗尽层将夹断靠近漏端的
导电沟道。——夹断
*3 夹断电压:VDS= VGS –VGST
*4 夹断时,漏极到源极之间
仍然导电
U
S
G
D
P+
N+
N+
P
VGS
VDS
*5 当VGS> VGST
如果 VDS< VGS –VGST,那么 VDS↑→ID↑
如果 VDS> VGS –VGST ,那么多余的电压降落在耗尽层上, ID 饱和。
饱和区
电阻区
ID
VDS
VDS=VGS –VGST
ID
VGS
VGST
VGS
3 伏安特性
IG=0
1)电阻区
( 线性区,非饱和区)
条件:VGS> VGST
VDS < VGS- VGST
( VGD> VGST)
饱和区
电阻区
ID
VDS
VDS=VGS –VGST
D
G
S
U