文档介绍：2) 金属—氧化物—半导体场效应管 MOSFET ri 1015
一、普通晶体管:输入阻抗低 ce rbe 几百~几千
∵是电流控制, be正偏, ri必然低。
1) 结型 JFET ri 106~109
二、场效应管
, 自举, 一M , ( 将Re折合到基极)
5.  场效应管放大电路
金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)
JFET问题:直流输入电阻为PN结反向电阻,反偏时有反向电流,难以进一步提高。
耗尽型(D):绝缘层中的离子自己感应沟道。VP夹断电压,类似JFET但VGS可正、可负。(VGS=0,iD≠0)
增强型(E):外施栅压才感生沟道,VT开启电压(即VGS=0,
iD=0,VGS﹥0。才有iD)
分为N沟道和P沟道,每种又分为增强型、耗尽型。
MOSFET:工艺简单,集成度高,栅极绝缘。rgs更高,1015
增强型 N 沟道 MOSFET
(Metal 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
(2)VGS为正:栅和衬底P和绝缘体形成电场→使得P衬底靠近栅极空穴向P内部运动而留下负离子,少子电子向栅极运动,当VGS达一定值,在栅极附近P型硅表面形成N型薄层。(反型层)连接两个N+→导电沟道感生沟道(由VGS产生)
VGS越正,沟道越宽,电阻越小。
开启电压VT,在漏源电压作用下开始导电时的VGS。解释如下:
实际在VGS很小时,电场只在靠近栅极表面感应出很少的电子,和正离子结合,仍无导电沟道形成,必须使VGS﹥VT后,才形成感生沟道。
2.  工作原理:栅源电压VGS→感生电荷—iD。
(1)VGS=0,不论VDS极性,两个PN结总有一反偏iD=0
当VGS﹥VT:VDS加在d+ s- 由d到s电位梯度受反压不一样,沟道厚薄,靠s厚,靠d薄。
VDS上升→iD↑ VDS再上升,夹断 iD饱和
DS 间的电位差使沟道呈楔形,VDS,靠近漏极端的沟道厚度变薄。
预夹断:漏极附近反型层消失。
预夹断发生之前: VDS iD。
预夹断发生之后:VDS iD 不变。
-I特性曲线及大信号特性方程
输出特性及大信号特性方程
iD=f(VDS)∣VGS=C
恒流区
可变电阻区
截止区
①截止区
vGS<VT,导电沟道未形成, iD=0
②可变电阻区(线性区)
vDS ≤ vGS-VT
其中:
当vDS 很小:
当vGS一定,原点附近输出电阻rdso;
受vGS控制
电导常数
③饱和区(恒流区或放大区)
当vGS≥VT,且vDS ≥ vGS-VT时,进入饱和区,iD不随vDS 变化。
将vDS =vGS-VT 代入
有
是VGS=2VT时的iD
可从输出特性直接获取,方法为在输出特性曲线上,令VDS=某值,作一直线,与输出特性各交点取VGS。
(2).转移特性 iD=f(vGS)∣vDS=C
求出
或由
开启电压