场效应管的分类: 华中电信系 N沟道 增强型 MOSFET P沟道 IGFET) N沟道 FET 绝缘栅型 耗尽型 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 HOME BACKNEXT
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:
华中电信系 5金属氧化物半导体 (MoOS)场效应管 5.1.1N沟道增强型 MOSFET 512N沟道耗尽型 MOSFET 513P沟道 MOSFET 5.1.4沟道长度调制效应 515 MOSFET的主要参数 HOME BACKNEXT
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
5.1.1N沟道增强型 MOSFET 华中电信系 1.结构(N沟道)L:沟道长度W:沟道宽度tn: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 (AD P型衬底 源极 漏极d HOME BACKNEXT
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
5.1.1N沟道增强型 MOSFET 华中电信系 1.结构(N沟道) 源极s 栅枚吕铝 漏极d SO2绝缘层 N 衬底 耗尽层P型硅衬底 B B衬底引线 剖面图 符号 HOME BACKNEXT
5.1.1 N沟道增强型MOSFET 剖面图 1. 结构(N沟道) 符号
5.1.1N沟道增强型 MOSFET 华中电信系 2.工作原理 iD=0 g (1)cs对沟道的控制作用 二氧化硅 当ces≤0时 无导电沟道,d、s间加电压时,也 无电流产生。 耗尽层 当0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 zcs越大,导电沟道越厚 耗尽层N型(感生)沟道 称为开启电压 5B衬底引线 HOME BACKNEXT
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
2.工作原理 华中电信系 DD (2)s对沟道的控制作用 当0-定(Us)时, ns→b↑→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 MAY N 整个沟道呈楔形分布 N型(感生)沟道 5B衬底引线 HOME BACKNEXT
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 华中电信系 (2)s对沟道的控制作用 DD 当0-定(Us)时, ns→b↑→沟道电位梯度↑ 饱和 当乙s增加到使U=V时 在紧靠漏极处出现预夹断。 在预夹断处:U0=0s-ns= 实断区 B衬底引线 HOME BACKNEXT
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 华中电信系 (2)s对沟道的控制作用 DD 预夹断后,↑→夹断区延长 GG 饱 →>沟道电阻个→D基本不变 iD可变 电阻区 饱和区一 ≤Ts- Vrl Ups≥Ts-T1 预夹断点 UGS=IGS>IT 实断区 B衬底引线 截止区、vs<Tr HOM配E BACKNEXT
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 华中电信系 (3)s和cs同时作用时 s-定,s变化时 GG 给定一个s,就有一条不 g 饱和 同的i-ns曲线。 预夹断临界点轨迹 历比m ip/mA Ups=UGS-VT(E UGD=UGs-UpS=VT) N 8可变电阻区A 7V 饱和区6V 实断区 5V B衬底引线 C 2 UGs=3V E}截止区 101520 ODS HOME BACKNEXT
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
3.V-特性曲线及大信号特性方程 华中电信系 (1)输出特性及大信号特性方程 = D DS UGs=const. 预夹断临界点轨迹 ip/mA UpS=UGS-VT(E UGD=UGS-UDS=VT) ①截止区 81可变电阻区 7V 当Uc<时,导电沟道尚 饱和区6V 6 未形成,i=0,为截止工 作状态。 4 C 4V 2 3V 截止区 20 ups/V HOM配E BACKNEXT
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 (1)输出特性及大信号特性方程 D DS G const. S ( ) v v i f ① 截止区 当vGS<VT时,导电沟道尚 未形成,iD =0,为截止工 作状态