22-4场效电晶体.ppt

《22-4场效电晶体.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《22-4场效电晶体.ppt（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、22-4場效電晶體場效電晶體的分類接面場效電晶體JFETJFET的操作原理金氧半場效電晶體MOSFET的結構NMOS的操作原理NMOS的特性曲線MOSFET與BJT的比較MOSFET的應用放大訊號場效電晶體的分類場效電晶體（簡稱為場效電晶體（簡稱為FETFET）是利用電場來控制是利用電場來控制電流的大小電流的大小，而且組成電流的載子僅限一種極性，即電洞或是自由電子，故又稱為單極性電晶體。場效電晶體場效電晶體依其結構可分為兩類分為兩類：接面場效電晶體（簡稱為接面場效電晶體（簡稱為JFETJFET）金氧半場效電晶體（簡稱為金氧半場效電晶體（簡稱為MOSFETMOSFET）。JFET已為MOSFET

2、所取代。和BJT相比，MOSFET可以做得很小，而且製程相當簡單。接面場效電晶體JFETJFET分成兩型：n通道（簡記為n-JFET）和p通道（簡記為p-JFET）。JFETJFET有三個電極，分別稱為源極有三個電極，分別稱為源極S S、汲極、汲極D D和和閘極閘極G G。圖22-27n通道接面場效電晶體（n-JFET）的結構和電路符號。圖22-28p通道接面場效電晶體（p-JFET）的結構和電路符號。JFET的操作原理圖22-29n-JFET的操作原理示意圖。(a)閘極和通道之間的p-n接面形成空乏層。當汲極和源極之間的電位差為零時，通道上的電流亦為零。(b)當汲極和源極之間加有電位差汲極和

3、源極之間加有電位差V VDSDS時，驅動通道上的自由時，驅動通道上的自由電子而形成電流電子而形成電流I ID D。加在閘極上的負電壓（相對於源極）增加時，閘極上的負電壓（相對於源極）增加時，會使會使p-np-n接面的逆向偏壓增大，因此壓縮了中間通道的截面積接面的逆向偏壓增大，因此壓縮了中間通道的截面積，使其電阻變大，流經通道的電流隨之減小。因此調整因此調整V VGSGS的高低，便能控的高低，便能控制電流制電流I ID D的大小。的大小。金氧半場效電晶體MOSFET的結構圖22-30n通道加強模式金氧半場效電晶體（NMOS）的結構和電路符號。圖22-31p通道加強模式金氧半場效電晶體（PMOS）

4、的結構和電路符號。NMOS的操作原理圖22-32NMOS 操作原理的示意圖。(a)由於閘極帶正電，吸引自由閘極帶正電，吸引自由電子積聚在電子積聚在 SiOSiO2 2 絕緣層的下方，而形成通道絕緣層的下方，而形成通道，但由於VDS 0，電流為零。(b)若V VGSGS大於底限電壓大於底限電壓V Vt t，且在汲極和源極之間加有電壓且在汲極和源極之間加有電壓V VDSDS，則通道中的自由電子受到外加電場的驅動，形成汲極電流則通道中的自由電子受到外加電場的驅動，形成汲極電流I ID D，其方向從汲極流向源極，和通道中的電子流方向相反。注意由於SiO2為極好的絕緣體，故閘極電流 IG 0。NMOS的

5、特性曲線圖22-33NMOS的特性曲線。(a)VGS保持定值時，ID對VDS的關係曲線。(b)在圖(a)中飽和區的ID對VGS的關係曲線。注意當VGS Vt時，ID 0。BJT與MOSFET的比較MOSFETMOSFET如同如同BJTBJT一樣，也具有放大訊號和開一樣，也具有放大訊號和開關的功能關的功能。兩者間的差異在於BJTBJT為一以電流控制電流的為一以電流控制電流的元件，而元件，而MOSFETMOSFET則是以電壓控制電流的元件則是以電壓控制電流的元件。BJTBJT的反應速率甚快，但比較耗電；的反應速率甚快，但比較耗電；MOSFETMOSFET則反應較慢，但非常省電則反應較慢，但非常省電。MOSFET的封裝外觀和BJT相似，只能從其型號或經測試來識別。MOSFET的應用放大訊號圖22-34場效電晶體具有將小訊號放大的功能。(a)輸入的小訊號，(b)NMOS電晶體放大電路，(c)放大的輸出訊號。