文档介绍：5 场效应管放大电路
金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管
结型场效应管(JFET)
* 砷化镓金属-半导体场效应管
各种放大器件电路性能比较
MOSFET放大电路
P沟道
耗尽型
P沟道
P沟道
N沟道
增强型
N沟道
N沟道
(耗尽型)
FET
场效应管
JFET
结型
MOSFET
绝缘栅型
(IGFET)
耗尽型:场效应管没有加偏置电压时,就有导电沟道存在
增强型:场效应管没有加偏置电压时,没有导电沟道
场效应管的分类(field effect transistor)
特点:
1. 单极性器件(一种载流子导电)
3. 工艺简单、易集成、功耗小、
体积小、成本低
2. 输入电阻高
(107 1015 ,IGFET 可高达 1015 )
金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管
N沟道增强型MOSFET
MOSFET的主要参数
N沟道耗尽型MOSFET
P沟道MOSFET
沟道长度调制效应
(Mental Oxide Semi— FET)
1. 结构与符号
P 型衬底
(掺杂浓度低)
N+
N+
用扩散的方法
制作两个 N 区
在硅片表面生一层薄 SiO2 绝缘层
S D
用金属铝引出
源极 S 和漏极 D
G
在绝缘层上喷金属铝引出栅极 G
B
耗
尽
层
S —源极 Source
G —栅极 Gate
D —漏极 Drain
S
G
D
B
N沟道增强型MOSFET
N型硅衬底
P区
P区
S
G
D
B
源
极
漏
极
栅
极
衬底引线
浓度低
浓度高
SiO2
绝缘层
P型沟道
绝缘栅场效应管
D
B
S
G
增强型符号
D
B
S
G
耗尽型
符号
EG
P型硅衬底
N+
N+
G
S
D
+
–
UGS
ED
+
–
N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开,是两个背靠背的PN结。
当栅源电压UGS = 0 时,不管漏极和源极之间所加电压的极性如何,其中总有一个PN结是反向偏置的,反向电阻很高,漏极电流近似为零。
S
D
2. 工作原理
(1)UGS对沟道的控制作用
≤0时
EG
P型硅衬底
N+
N+
G
S
D
+
–
UGS
ED
+
–
N型导电沟道
<UGS <VT 时
产生电场,P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层,填补空穴形成负离子的耗尽层;但未形成导电沟道(感生沟道),d、s间加电压后,没有电流产生。
EG
P型硅衬底
N+
N+
G
S
D
+
–
UGS
ED
+
–
N型导电沟道
当UGS VT后,
形成导电沟道,在一定的电压UDS,有ID产生,ID的大小与栅源电压UGS有关。
所以,场效应管是一种电压控制电流的器件。
在一定的漏–源电压UDS下,使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压VT 。
>VT 时
(2)UDS对沟道的控制作用
靠近漏极d处的电位升高
电场强度减小
沟道变薄整个沟道呈楔形分布
当UGS一定(UGS >VT )时,
UDS
ID
沟道电位梯度
当UDS增加到使UGD=VT 时,在紧靠漏极处出现预夹断。
在预夹断处:UGD=UGS-UDS =VT