5场效应管放大电路 51金属氧化物半导体(MOS)场效应管 52 MOSFET放大电路 5.3结型场效应管(JFET 254砷化镓金属半导体场效应管 55各种放大器件电路性能比较 HO配E
5.1 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管 5.3 结型场效应管(JFET) *5.4 砷化镓金属-半导体场效应管 5.5 各种放大器件电路性能比较 5.2 MOSFET放大电路
场效应管的分类: N沟道 增强型 MOSFET P沟道 (GFET) FET 绝缘栅型 耗尽型「N沟道 场效应管 P沟道 JFET「N沟道 结型 (耗尽型) P沟道 耗尽型:场效应管没有加偏置电压时,就有导电沟道存在 增强型:场效应管没有加偏置电压时,没有导电沟道 HO配E
P沟道 耗尽型 P沟道 P沟道 N沟道 增强型 N沟道 N沟道 (耗尽型) FET 场效应管 JFET 结型 MOSFET 绝缘栅型 (IGFET) 耗尽型:场效应管没有加偏置电压时,就有导电沟道存在 增强型:场效应管没有加偏置电压时,没有导电沟道 场效应管的分类:
51金属氧化物半导体 (MoS)场效应管 511N沟道增强型 MOSFET 512N沟道耗尽型 MOSFET 513P沟道 MOSFET 514沟道长度调制效应 51.5 MOSFET的主要参数 HO配E
5.1 金属-氧化物-半导体 (MOS)场效应管 5.1.1 N沟道增强型MOSFET 5.1.5 MOSFET的主要参数 5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET 5.1.3 P沟道MOSFET 5.1.4 沟道长度调制效应
51.1N沟道增强型 MOSFET 1.结构(N沟道)L:沟道长度W:沟道宽度tax:绝缘层厚度 通常W>L 绝缘体沟道栅极g二氧化硅绝缘层 (SiO,) 铝电极 L P型衬底 源极s 漏板d HO配E
5.1.1 N沟道增强型MOSFET 1. 结构(N沟道) L :沟道长度 W :沟道宽度 tox :绝缘层厚度 通常 W > L
51.1N沟道增强型 MOSFET 1.结构(N沟道) 源极s栅极g漏极d 假sO2绝缘 衬底 耗尽层P型硅衬底 B B衬底引线 剖面图 符号 HO配E
5.1.1 N沟道增强型MOSFET 剖面图 1. 结构(N沟道) 符号
51.1N沟道增强型 MOSFET 2.工作原理 g (1)τes对沟道的控制作用 二氧化硅、 当乙Gs0时 无导电沟道,d、s间加电压时,也 无电流产生。 耗尽层 当0Ⅵ时 在电场作用下产生导电沟道,d、s间加 电压后,将有电流产生 Gs越大,导电沟道越厚 耗尽层N型(感生)沟道 称为开启电压 B衬底引线 HO配E
5.1.1 N沟道增强型MOSFET 2. 工作原理 (1)vGS对沟道的控制作用 当vGS≤0时 无导电沟道, d、s间加电压时,也 无电流产生。 当0VT 时 在电场作用下产生导电沟道,d、s间加 电压后,将有电流产生。 vGS越大,导电沟道越厚 VT 称为开启电压
2.工作原理 (2)Us对沟道的控制作用 当乙Gs-定(Gs>匠)时, S s↑>↑→沟道电位梯度↑ g 迅速增大 →靠近漏极d处的电位升高 →电场强度减小→沟道变薄z441 + 整个沟道呈楔形分布 N型(感生)沟道 B衬底引线 HO配E
2. 工作原理 (2)vDS对沟道的控制作用 →靠近漏极d处的电位升高 →电场强度减小 →沟道变薄 当vGS一定(vGS >VT )时, vDS→ID →沟道电位梯度 整个沟道呈楔形分布
2.工作原理 (2)Us对沟道的控制作用 DD 当乙Gs-定(Gs>匠)时, D GG 饱 5↑>↑→沟道电位梯度↑ g 和 当∽os增加到使vGp=Ⅵ时, 在紧靠漏极处出现预夹断。 在预夹断处:vG=0Gs-Ds 实断 B衬底引线 HO配E
当vGS一定(vGS >VT )时, vDS→ID →沟道电位梯度 当vDS增加到使vGD=VT 时, 在紧靠漏极处出现预夹断。 2. 工作原理 (2)vDS对沟道的控制作用 在预夹断处:vGD=vGS-vDS =VT
2.工作原理 (2)Us对沟道的控制作用 DD 预夹断后,s个→夹断区延长 GG 饱 →>沟道电阻个→基本不变 g 和 可变 电阻区 饱和区 bs≤ds-r!vos=IGs-TrB N 预夹断点as=ra 实断区 B衬底引线 截止区、vs<T ODs HO配E
预夹断后,vDS→夹断区延长 →沟道电阻 →ID基本不变 2. 工作原理 (2)vDS对沟道的控制作用
2.工作原理 (3)和es同时作用时 0s一定,vas变化时 D S 给定一个UGs,就有一条不同 g 饱和 的-s曲线。 功h 预夹断临界点轨迹 Ups=vGs-IN(eX vGD=UGs-UDs=Vr) 8可变电阻区!A 7V 饱和区6V 实断区 P 6 5V B衬底引线 C 2 UGS=3V 截止区 15 HO配E
2. 工作原理 (3) vDS和vGS同时作用时 vDS一定,vGS变化时 给定一个vGS ,就有一条不同 的 iD – vDS 曲线