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各种场效应管的原理和特性曲线省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、主要内容3.0 概述概述3.1 场效应管场效应管工作原理工作原理3.2 场效应管场效应管特征曲线特征曲线3.3场效应管使用场效应管使用注意事项注意事项3.4场效应管场效应管等效电路等效电路3.5场效应管电路场效应管电路分析方法分析方法第第1页页3.0 3.0 概概 述述 场效应管是一个利用电场效应来控制电流半导体器场效应管是一个利用电场效应来控制电流半导体器件件,也是一个含有正向受控作用半导体器件。它体积也是一个含有正向受控作用半导体器件。它体积小、工艺简单,器件特征便于控制,是当前制造大规小、工艺简单,器件特征便于控制,是当前制造大规模集成电路主要有源器件。模集成电路主要有源器件。场效应管与
2、三极管主要区分:场效应管与三极管主要区分:场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻。场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻。场效应管是单极型器件(场效应管是单极型器件(三极管是双极型器件三极管是双极型器件)。)。场效应管受温度影响小(场效应管受温度影响小(只有多子漂移运动形成电流只有多子漂移运动形成电流)第第2页页一、场效应管种类一、场效应管种类按结构不一样分按结构不一样分为为绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管MOSFET结型场效应管结型场效应管JFETP P沟道沟道N N沟道沟道P P沟道沟道N N沟道沟道P P沟道沟道N N沟道沟道MOSFETMOSFET(按工作方式不一样)(按工作方式不一样)(
3、按工作方式不一样)(按工作方式不一样)耗尽型(耗尽型(DMOS)增强型(增强型(EMOS)沟道沟道:指载流子流通渠道、路径。指载流子流通渠道、路径。N沟道沟道是指以是指以N型材料组成区域型材料组成区域作为载流子流通路径;作为载流子流通路径;P沟道沟道指以指以P型材料组成区域型材料组成区域作为载流子流通路径。作为载流子流通路径。第第3页页3.1 场效应管工作原理场效应管工作原理 JFET与与MOSFET工工作作原原理理相相同同,它它们们都都是是利利用用电电场场效效应应来来控控制制电电流流,即即都都是是利利用用改改变变栅栅源源电电压压vGS,来来改改变变导导电电沟沟道道宽宽度度和和高高度度,从从而
4、而改改变变沟沟道道电电阻阻,最最终终到到达达对对漏漏极极电电流流iD 控控制制作作用用。不不一一样样之之处处仅仅在在于于导导电电沟沟道道形形成成原原理理不不一一样样。(下下面面我我们们以以N沟沟道道JFET、N沟沟道道增增强强型型为例进行分析)为例进行分析)返回返回第第9页页3.1.2N沟道沟道EMOSFET沟道形成原理沟道形成原理 假设假设VDS=0,讨论讨论VGS作用作用PP+N+N+SGDUVDS=0-+-+VGS形成空间电荷区形成空间电荷区形成空间电荷区形成空间电荷区并与并与并与并与PNPN结相通结相通结相通结相通V VGSGS 衬底表面层中衬底表面层中衬底表面层中衬底表面层中负离子负
5、离子负离子负离子 、电子、电子、电子、电子 V VGSGS 开启电压开启电压开启电压开启电压V VGS(th)GS(th)形成形成形成形成N N型导电沟道型导电沟道型导电沟道型导电沟道表面层表面层表面层表面层 n np pV VGSGS越大越大越大越大,反型层中反型层中反型层中反型层中n n 越多越多越多越多,导电能力越强导电能力越强导电能力越强导电能力越强。反型层反型层反型层反型层返回返回返回返回第第15页页3.2 场效应管伏安特征曲线场效应管伏安特征曲线(以(以(以(以NEMOSFETNEMOSFET为例)为例)为例)为例)因为场效应管栅极电因为场效应管栅极电因为场效应管栅极电因为场效应管
6、栅极电流为零,故不讨论输入流为零,故不讨论输入流为零,故不讨论输入流为零,故不讨论输入特征曲线。特征曲线。特征曲线。特征曲线。共源组态特征曲线:共源组态特征曲线:共源组态特征曲线:共源组态特征曲线:ID=f(VGS)VDS=常数常数转移特征转移特征转移特征转移特征:ID=f(VDS)VGS=常数常数输出特征输出特征输出特征输出特征:+TVDSIG 0VGSID+-转移特征与输出特征反应场效应管同一物理过程,转移特征与输出特征反应场效应管同一物理过程,转移特征与输出特征反应场效应管同一物理过程,转移特征与输出特征反应场效应管同一物理过程,它们之间能够相互转换。它们之间能够相互转换。它们之间能够相
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