文档介绍：1 结型场效应管
2 金属-氧化物-半导体场效应管
场效应管
学习指导
小结
作业
3 场效应管的主要参数
概述
场效应管是通过改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。
它不仅具有双极型三极管的体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点,而且还具有输入电阻高、热稳定性好、抗辐射能力强、噪声低、制造工艺简单、便于集成等特点。因而,在大规模及超大规模集成电路中得到了广泛的应用。
根据结构和工作原理不同,场效应管可分为两大类:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET).
主要内容:
(1)结型场效应管的结构及工作原理
(2)金属-氧化物-半导体场效应管的结构及工作原理
学习指导
学习目标:
1. 正确理解各种场效应管的工作原理
学习方法:
学习本章内容时,应特别注意使用比较和归纳的方法:
(两种管子的结构、工作原理、外特性、主要参数)。
(结型与绝缘栅型)、不同沟道的各种场效应管之间的比较与归纳(工作原理、电压极性、主要参数的比较等)。
概述
场效应管与晶体管的区别
1. 晶体管是电流控制元件;场效应管是电压控制元件。
2. 晶体管参与导电的是电子—空穴,因此称其为双极型器件;
场效应管是电压控制元件,参与导电的只有一种载流子,
因此称其为单极型器件。
3. 晶体管的输入电阻较低,一般102~104;
场效应管的输入电阻高,可达109~1014
场效应管的分类
结型场效应管JFET
MOS型场效应管JFET
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 结型场效应管
结型场效应管的结构
结型场效应管的工作原理
结型场效应管的特性曲线及参数
1、结型场效应管(JFET)结构
P+
P+
N
G
S
D
导电沟道
结型场效应管
动画一
源极,用S或s表示
N型导电沟道
漏极,用D或d表示
P型区
P型区
栅极,用G或g表示
栅极,用G或g表示
符号
符号
结型场效应管
① VGS对沟道的控制作用
当VGS<0时
当沟道夹断时,ID减小至0,此时对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP ( 或VGS(off) )。
对于N沟道的JFET,VP <0。
PN结反偏
耗尽层加厚
沟道变窄
VGS继续减小,沟道继续变窄, ID继续变小
D
P+
P+
N
G
S
VDS
ID
VGS
当VGS=0时,沟道最宽,沟道电阻最小,在VDS的作用下N沟道内的电子定向运动形成漏极电流ID,此时最大。
沟道电阻变大
ID变小
2、结型场效应管(JFET)的工作原理
根据其结构,它只能工作在反偏条件下,N沟道管加负栅源电压, P沟道管加正栅源电压,否则将会出现栅流。
动画二
结型场效应管
② VDS对沟道的控制作用
当VGS=0时,
VDS
ID
G、D间PN结的反向电压增加,使靠近漏极处的耗尽层加宽,沟道变窄,从上至下呈楔形分布。
当VDS增加到使VGD=VP 时,在紧靠漏极处出现预夹断。
此时VDS
夹断区延长
沟道电阻
ID基本不变
2、结型场效应管(JFET)的工作原理
D
P+
P+
N
G
S
VDS
ID
VGS