《低频电子线路》课程PPT教学课件：第一章 常用半导体器件（4/4）

撞信惠州 1.4场效应管 场效应管(FET)是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流 的一种半导体器件。 它仅靠半导体中的多教载流子导电,又称单极型晶体管。 优点:输入电阻大(1092~1012g)、噪音低、热稳定性好、 抗辐射能力强等 「④结型 类型 ②绝缘栅型 141结型场效应管 熟(海道算一肉及号如际质 laP沟道管

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 1.4 场效应管 场效应管(FET)是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流 的一种半导体器件。 它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。 类型 ①结型 ②绝缘栅型 1.4.1 结型场效应管 优点：输入电阻大（107 Ω ～1012Ω）、噪音低、热稳定性好、 抗辐射能力强等 类型 ①N沟道管 ②P沟道管 实际结构及符号如图所示

信懂 g d N OS OS P N沟道管 P沟道管 a (b) 结构示意图如图所示

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 结构示意图如图所示

信懂 o d 漏极 耗尽层 N 导电沟道 一、结型场效应管的工作原理 1.外部条件 ①栅源间加负向电压(即s<0-负栅源电压) ②漏源间加向电压

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 栅极 源极 漏极 导电沟道 1. 外部条件 ①栅—源间加负向电压（即uGS<0－负栅源电压） ②漏—源间加正向电压 一、结型场效应管的工作原理

2.工作原理 (1)当us=0时,cs对导电沟道的控制作用 ns=0且cs=0时,耗尽层很窄,导电沟道很g sdt一耗尽层加宽→沟道变窄 沟道电阻增大 S →耗尽层闭合 x沟道电阻为 c称为夹端 (uGs) 电压Ucs(m

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 |uGS| 2. 工作原理 （1）当uDS=0时，uGS对导电沟道的控制作用 uDS=0且uGS＝0时，耗尽层很窄，导电沟道很 宽。 |uGS| 耗尽层加宽 沟道变窄 沟道电阻增大 耗尽层闭合 沟道电阻为∞ uGS称为夹端 电压UGS(off)

(2)当u一定时(Usom0s0),ups对的影响 u(cs一定时,若us=0,则1=0 dD 若us>0,则i0,如图所示 uGD =ugs=ups WGD 沟道变窄 若u uGD UGS(off V GG 预夹断 D DD (ups) GG

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 （2）当uGS一定时（UGS(off)0，则iD≠0，如图所示 uDS uGD = uGS − uDS uGD 沟道变窄 若uGD=UGS(off) 预夹断

预夹新前动数一间量电阻特 限夹断后:-1→0(m→夹断区加长 习机乎只由决定,与无关一恒流特性 D g DD DS GG

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 uDS 夹断区加长 d—s间呈电阻特性 预夹断后： uDG<UGS(off) iD几乎只由uGS决定，与uDS无关 恒流特性 预夹断前： i D  uDS u GS =常数

撞信惠州 (3)当 UGD uGs射,Ms对b的控制作用 在Hcm= uGs"uDSs-Uesm且s定时 Domus 其中 △in1 D g△Mcs UDs=常数 低频跨导 结论 ①场效应管是电压控制元件 ②当使ucm=Usom时,ds预夹断; O预夹断前ucm=sns> WGS(offl, d-s间可视为受us控制的可 变电阻; 预夹斷后cD= s-wps<uGS(ofI,b几乎只取决于us,与ns 无关,ds间可视为曼ns控制的电流源;

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 （3）当uGDuGS-UGS(off)且uDS一定时 iD =gmuGS 其中 =常 数   = DS G S D m U u i g 低频跨导 结论 ①场效应管是电压控制元件； ②当uDS使uGD=UGS(off)时，d—s间预夹断； ③预夹断前[uGD=uGS-uDS>uGS(off)],d—s间可视为受uGS控制的可 变电阻； ③预夹断后[uGD=uGS-uDS<uGS(off)]，iD几乎只取决于uGS，与uDS 无关，d—s间可视为受uGS控制的电流源；

信懂 二、结型场效应管的特性曲线 1.输出特性曲线 D=f(ub)e常数(曲线族) 如图所示 D 预夹断轨迹 Ucs=0 说明 可变电 (1)预夹断轨迹 阻区 恒 击 uDs-uGs-UGS(oD 流 穿 UGD-UGS(off (2)场效应管有三个工 区 区 作区 -4V ①可变电阻区(又称非饱和区) 夹断区 外部条」aUQ40(负压) bups<uGs-U GS(off)

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 二、结型场效应管的特性曲线 1. 输出特性曲线 i D = f (uDS )| UGS =常数 （曲线族） 如图所示 说明 （1）预夹断轨迹 uDS=uGS-UGS(off) 即uGD=UGS(off) （2）场效应管有三个工 作区 外部条件 ①可变电阻区（又称非饱和区） a.UGS(off)<uGS<0（负压） b.uDS<uGS-UGS(off)

后, 信懂 特点:a.uDs(lcs-定) 预夹断轨迹 Ucc=0 bs→R DS 可变电 阻区 恒 击 ②恒流区(又称饱和区) 外部条件 流 穿 aU( GS(ofo uGS0(负压) 2V 区 3V区 b ups>uGs-UO GS(off 4V 特点 a. uGS 夹断区 b DS i几乎不变(略增) ③夹断区 外部条件:es≤Ues(om 特点:i=0 (3)击穿电压U(BRs:UmDs= UGS-U(BRGD

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 ②恒流区（又称饱和区） 外部条件 a.UGS(off)uGS-UGS(off) ③夹断区 外部条件：uGS<UGS(off) 特点：a. iD∝uDS （uGS一定） RDS 特点：a. uGS iD b.uDS iD 几乎不变（略增） 特点：iD=0 b. uGS （3）击穿电压U(BR)DS： U(BR)DS＝uGS- U(BR)GD

信惠州 2.转移特性 D=f( GS/U=常数 3电流方程 u GS D GS(off) (UGs (of uGs10102)、温度稳定好、易集成化 N沟道 MOS管的类型 P沟道 耗尽测」N沟道 P

《低频电子线路》多媒体课件 电子信息研究室 2. 转移特性 =常 数 = DS ( ) D G S U i f u 3.电流方程 2 GS(off) G S D DSS 1         = − U u i I ( UGS（off)uGS-UGS(off) ) 注意 P沟道管uGS≥0 1.4.2 绝缘栅型场效应管（又称MOS管） 特点：输入电阻高（Ri>1010Ω）、温度稳定好、易集成化 MOS管的类型 增强型 N沟道 P沟道 耗尽型 N沟道 P沟道