5场效应管放大电路 5.1金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管 5.2 MOSFET放大电路 5.3结型场效应管(JFET) *5.4砷化金属-半导体场效应管 5.5各种放大器件电路性能比较 川北医学院生物医学工程
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
5.1金属-氧化物-半导体 (MOS)场效应管 5.1.1N沟道增强型MOSFET 5.1.2N沟道耗尽型MOSFET 5.1.3P沟道MOSFET 5.1.4沟道长度调制效应 5.1.5 OSFET的主要参数 北医学院生物医学工程
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
场效应管的分类: 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 JFET N沟道 (耗尽型) 结型 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 1北医学院生物医学工程
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:
5.1.1N沟道增强型OSFET 1.结构(N沟道) L:沟道长度 W:沟道宽度 tx:绝缘层厚度 通常W>L 绝缘体 沟道 栅极g 二氧化硅绝缘层 (Si02) 铝电极 (A1) N中 tox N P型衬底 源极s W 漏极d 北医学院生物医学工程
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 1.结构(N沟道) 源极s 栅极g 漏极d 铝 SiO,绝缘层 铝 铝 N 衬底 耗尽层 P型硅衬底 B 6B衬底引线 剖面图 符号 1北医学院生物医学工程
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 2.工作原理 ip=0 铝 (1)s对沟道的控制作用 二氧化硅、 当6s≤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<6s〈?时 B衬底引线 产生电场,但未形成导电沟道(感生沟 道),d、s间加电压后,没有电流产生。 VGG =0 当es≥时 在电场作用下产生导电沟道,d、s间加 久欧 电压后,将有电流产生。 N 6s越大,导电沟道越厚 耗尽层N型(感生)沟道 P 称为开启电压 6B衬底引线 川北医学院生物医学L框
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0<vGS <VT 时 产生电场,但未形成导电沟道(感生沟 道),d、s间加电压后,没有电流产生。 当vGS≥VT 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 (2)s对沟道的控制作用 VDD 当6s一定(6s>)时, VGG s↑→,个→沟道电位梯度↑ g 万迅速增大 →靠近漏极d处的电位升高 →电场强度减小→沟道变薄 N N 整个沟道呈楔形分布 ID N型(感生)沟道 可变 饱和区· 电阻区 P Ds≤'Gs-Trl Ds≥T'Gs-'T B A 6B衬底引线 预夹断点 UGS=IGS>I'T 截止区、 UGS<IT 生物医学工程 Ups
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)s对沟道的控制作用 当6s一定(6s>)时, GG s个→,个→沟道电位梯度↑ 和 当s增加到使知时, 在紧靠漏极处出现预夹断。 在预夹断处:6ss= N N 可变 饱和区· 夹断区 电阻区 ps≤'Gs-Trl Ds≥T'Gs-'T B A 预夹断点 UGS=IGS>I'T 。B衬底引线 截止区、 UGS<IT 生物医学工程 Ups
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