《结型场效应管》PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,N,P,P,g(栅极,),s源极,d漏极,N沟道结型场效应管结构,基底 ：N型半导体,两边是P区,导电沟道,d,g,s,5.3 结型场效应管,P,N,N,g(栅极,),s源极,d漏极,P沟道结型场效应管结构,基底 ：P型半导体,两边是N区,导电沟道,d,g,s,N,g,s,d,v,DS,v,GS,N,N,P,＋,i,D,P,＋,正常工作条件,,v,DS,为正值，,,,v,GS,为负值一、NJFET工作原理,-,+,+,-,（2）v,GS,越负则耗尽区越宽，导电沟道越窄,电阻越大，,i,D,越小v,GS,对沟道导电能力的影响,（1）,当,v,GS,较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道ds间相当于线性电阻,NJFET工作原理,N,g,s,d,v,DS,N,N,P,＋,i,D,P,＋,-,+,+,-,v,GS,v,GS,对沟道导电能力的影响,（3） v,GS,达到一定值时（,夹断电压,V,P,）,,耗尽区碰到一起，,ds,间被夹断，这时，即使,v,DS,,,0V，,漏极电流,i,D,=0AV,P,:夹断电压,,两侧阻挡层相遇，沟道消失，,i,D,＝0,时的电压,NJFET工作原理,v,DS,对沟道导电能力的控制,N,g,s,d,v,DS,v,GS,N,N,i,D,-,+,+,-,P,＋,P,＋,源极：反偏电压v,GS,最小沟道最宽,漏极： 反偏电压v,GD,＝v,GS,－ v,DS,最大，沟道最窄,（1） v,GD,>,V,P,即,v,DS,<,v,GS,-V,P,时,，,导电沟道不均匀,v,DS,增大则被夹断区向下延伸。

N,g,s,d,v,DS,v,GS,N,N,i,D,-,+,+,-,P,＋,P,＋,NJFET工作原理,v,DS,对沟道导电能力的控制,（2） v,GD,=,V,P,即,v,DS,=,v,GS,-V,P,时,，,漏端的沟道被夹断，称为,预夹断,（3）此时，电流,i,D,由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随,v,DS,的增加而增加，呈恒流特性i,D,/mA,V,DS,/V,,,,0 5 10 15 20 25,,,非饱和区,i,D,同时受v,GS,和v,DS,的控制,饱和区,,,截至区,-0.5V,-1V,v,GS,=0V,-1.5V,-2V,击穿区,二、NJFET输出特性曲线,,V,P,=-2V,i,D,/mA,v,DS,/V,,,,,0 5 10 15 20 25,-2 -1 0 1 2,,i,D,/mA,v,GS,/V,V,DS,=10V,-0.5V,-1V,v,GS,=0V,-1.5V,-2V,一定,v,DS,下的,i,D,-v,GS,曲线,I,DSS,饱和漏极电流,夹断电压,NJFET转移特性曲线,,V,P,=5V,i,D,/mA,－v,DS,/V,,,,0 5 10 15 20 25,,1V,3V,v,GS,=0V,4V,5V,三、PJFET,,d,g,s,（输出特性）,（转移特性）,（符号）,0 1 2 3 4 5,i,D,/mA,v,GS,/V,I,DSS,1、结构,,2、工作原理,,3、转移特性,,4、输出特性,结型场效应管－演示,,一、偏置电路及静态分析,1、自偏压电路（用于耗尽型）,,○,○,○,○,○,●,●,●,●,●,●,C,b1,R,g,R,s,C,C,b2,R,d,T,+,-,+,-,v,i,v,o,V,DD,2）图解法,,,输入回路直流负载线,,,输出回路直流负载线,1）估算法,JFET放大电路分析（1）,2、分压式自偏压电路,对于增强型,,,,,-,v,o,○,○,○,○,○,●,●,●,●,●,●,C,b1,R,g,3,R,s,C,C,b2,R,d,T,+,-,+,v,i,V,DD,●,●,R,g,2,R,g,1,V,GS,可正可负可零。

对于耗尽型,,,,,,,JFET放大电路分析（2）,JFET放大电路分析（3）,,二、动态分析,-,v,o,○,○,○,○,○,●,●,●,●,●,●,C,b1,R,g,3,R,s,C,C,b2,R,d,T,+,-,+,v,i,V,DD,●,●,R,g,2,R,g,1,场效应管电路符号,,g,s,d,B,NDMOS,g,s,d,B,g,s,d,B,NEMOS,g,s,d,B,d,g,s,d,g,s,NJFET,PDMOS,PEMOS,PJFET,箭头方向指向沟道，为NFET,沟道线是虚线，为增强型FET,沟道线是实线，为耗尽型FET,箭头由沟道指出，为PFET,g,s,d,i,D,v,GS,i,D,v,DS,增强型MOS,g,s,d,v,GS,i,D,i,D,v,DS,耗尽型MOS,v,GS,i,D,i,D,v,DS,结型,N沟道场效应管,,d,g,s,V,DS,>0,v,GS,>0,v,GS,0,v,GS,<0,v,GS,>V,T,或V,P,放大：,v,DS,,v,GS,-V,T,(或V,P,),g,s,d,增强型MOS,g,s,d,耗尽型MOS,结型,P沟道场效应管,,d,g,s,v,GS,i,D,v,GS,i,D,i,D,v,GS,v,GS,<0,v,GS,0,v,GS,>0,v,DS,<0,v,GS,

2、场效应管只有多子参与导电，三极管多子、少子 都参与导电，少子易受温度、辐射等影响，所以 FET比三极管抗辐射能力强3、IGFET比三极管噪声低，JFET比IGFET还要低IGFET,：,绝缘栅型场效应管（MOSFET概念上属于IGFET）,4、耗尽型IGFET的 v,GS,可正可负，有的场效应管 d 、s可以互换，所以FET的电路设计的灵活性更大5、FET的输入电压动态范围较大（可达几伏），三极管一般小于几百毫伏，但三极管的输出电压动态范围较大，因为它的饱和压降仅零点几伏，而FET上升区转入恒流区的转折点处的电压约有几伏的缘故6、MOSFET制造工艺简单，芯片面积很小，功耗很小，便于大规模集成场效应管的使用注意事项,1、电源极性按规定接入，注意不能超过极限 参数的规定数值2、对JFET要注意栅源电压极性不要接反，以免PN结正偏过流而烧坏管子3、MOSFET管的衬底和源极常连在一起，若需分开，则衬源电压使衬源的PN结反偏4、对于IGFET要特别注意栅极感应电压过高所造成的击穿问题,,IGFET 有很高的输入电阻，栅极处于绝缘状态，因此若人体或其它物体在栅极上感应生成的电荷很难被泄放掉，电荷在栅极的积累造成栅压的升高，由于一般的 FET的极间电容很小，因此数量不多的电荷就会引起较高的电压，如果感应电压过大，就会把二氧化硅绝缘层击穿，使管子在未经焊接和使用情况下就失效或损坏了。

为了避免上述事故，关键要减小外界感应的影响，避免栅极的悬空，在保存IGFET 时，可选用导线将三个电极绕在一起等到已经形成栅极直流通路后再解开缠绕的导线，还应使用外壳接地良好的电烙铁，最好是焊接时不加交流电，利用电烙铁余热（外壳仍接地）更为安全在测量及使用中，仔细检查仪器、仪表的漏电及接地情况MOSFET只能用测试仪，不能用万用表思考,,对图中的各电路，决定场效应管的,,（1）,沟道类型,、（2）,电源极性,、（3）,耗尽型还是增强型,、,,（4）,结型管还是MOS管,例：设：,试确定Q点？,解：由于I,G,=0, 在静态时无电流流过,,R,g3,, V,G,的大小仅取决于R,g2、,R,g1,对,,V,DD,的分压，而与R,g3,无关，因此有,假设JFET工作在饱和区, 则有,所以,I,D,不应该大于I,DSS,，由此可得：,计算结果表明：,JFET工作在饱和区，假设成立,作业：,。