文档介绍：3. 场效应管的分类、工作原理和特性曲线。
第三章场效应晶体管及其放大电路
结型场效应管
绝缘栅型场效应管
场效应管放大电路
本章重点和考点:
1. 场效应管的分类、工作原理和特性曲线。
。
?为什么它们都可以用于放大?
?它有三种接法吗?
?在不同的场合下,应如何选用放大电路?
本章讨论的问题:
场效应三极管
场效应管:一种载流子参与导电,利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的三极管,又称单极型三极管。
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。
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)
场效应管分类:
D
S
G
N
符号
结型场效应管Junction Field Effect Transistor
图 N 沟道结型场效应管结构图
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。
P 沟道场效应管
P 沟道结型场效应管结构图
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
结型场效应管工作原理
N 沟道结型场效应管用改变 UGS 大小来控制漏极电流 ID 的。(VCCS)
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。
1. 当UDS = 0 时, uGS 对导电沟道的控制作用
ID = 0
G
D
S
N型沟道
P+
P+
(a) UGS = 0
UGS = 0 时,耗尽层比较窄,导电沟比较宽
UGS 由零逐渐减小,耗尽层逐渐加宽,导电沟相应变窄。
当 UGS = UGS(Off),耗尽层合拢,导电沟被夹断.
ID = 0
G
D
S
P+
P+
N型沟道
(b) UGS(off) < UGS < 0
VGG
ID = 0
G
D
S
P+
P+
(c) UGS <UGS(off)
VGG
UGS(off)为夹断电压,为负值。UGS(off) 也可用UP表示
2. 当uGS 为UGS(Off)~0中一固定值时, uDS 对漏极电流iD的影响。
uGS = 0,uGD > UGS(Off) ,iD 较大。
G
D
S
P+
N
iS
iD
P+
P+
VDD
VGG
uGS < 0,uGD > UGS(Off) ,iD 更小。
G
D
S
N
iS
iD
P+
P+
VDD
注意:当 uDS > 0 时,耗尽层呈现楔形。
(a)
(b)
uGD = uGS -uDS
G
D
S
P+
N
iS
iD
P+
P+
VDD
VGG
uGS < 0,uGD = UGS(off), ,沟道变窄预夹断
uGS < 0 ,uGD < uGS(off),夹断,iD几乎不变
G
D
S
iS
iD
P+
VDD
VGG
P+
P+
(1) 改变 uGS ,改变了 PN 结中电场,控制了 iD ,故称场效应管; (2)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。
(c)
(d)