《mos工作原理》PPT课件.ppt

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1、 上次课内容上次课内容三极管的结构及分类三极管的结构及分类三极管的电流分配及电流放大作用三极管的电流分配及电流放大作用三极管的三种工作状态及各自特点三极管的三种工作状态及各自特点三极管的主要参数及安全工作区域三极管的主要参数及安全工作区域举例说明三极管工作状态的特点举例说明三极管工作状态的特点P.63.2.1 2.3P.63.2.1 2.3场效应管是电压控制元件场效应管是电压控制元件,只有多子参与导电，输只有多子参与导电，输入阻抗高，热稳定性好。入阻抗高，热稳定性好。2-2 场效应管场效应管-单极型晶体管单极型晶体管*三极管是电流控制元件，多数载流子和少数载流三极管是电流控制元件，多数载流子和

2、少数载流子子(热稳定性较差热稳定性较差)都参与运行，所以被称为双极都参与运行，所以被称为双极型器件。型器件。增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道场效应管场效应管 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管结型场效应管结型场效应管2-2-1 绝缘栅场效应管（绝缘栅场效应管（MOS管）管）一、结构和电路符号一、结构和电路符号PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层导电沟道导电沟道金属铝金属铝GSDN沟道增强型沟道增强型N 沟道耗尽型沟道耗尽型PNNGSD预埋了导预埋了导电沟道电沟道 GSD在栅极下方的SiO2层中掺入大量的金属正离子。所以当uG

3、S=0时，这些正离子已经感应出了沟道.NPPGSDGSDP 沟道增强型沟道增强型P 沟道耗尽型沟道耗尽型NPPGSDGSD预埋了导电沟道预埋了导电沟道 二、二、MOSMOS管的工作原理管的工作原理以以N 沟道增强型为例沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时时D-S 间相当于间相当于两个反接的两个反接的PN结结ID=0对应截止区对应截止区PNNGSDUDSUGSUGS0时时UGS足够大时足够大时（UGSVT）将将P区少子电子聚集区少子电子聚集到到P区表面区表面，形形成导电沟道，如成导电沟道，如果此时加有漏源果此时加有漏源电压，就可以形电压，就可以形成漏极电流成漏极电流id。感应出电子

4、感应出电子VT称为阈值电压（开启电压）称为阈值电压（开启电压）UGS较小时，导较小时，导电沟道相当于电电沟道相当于电阻将阻将D-S连接起连接起来，来，UGS越大此越大此电阻越小。电阻越小。PNNGSDUDSUGSUT（VT）iD=f(uGS)uDS=常数常数三、增强型三、增强型N N沟道沟道MOSMOS管的特性曲线管的特性曲线输出特性曲线输出特性曲线转移特性曲线转移特性曲线 一个重要参数一个重要参数跨导跨导gm gm=iD/uGS uDS=const gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。在转移特性曲线上，在转移特性曲线上，gm为曲线的斜率。为

5、曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出在输出特性曲线上也可求出gm。N N沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的基本特性管的基本特性u uGSGS U UT T，管子截止，管子截止u uGSGS U UT T，管子导通，管子导通u uGSGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压越大，沟道越宽，在相同的漏源电压u uDSDS作用下，漏极电流作用下，漏极电流I ID D越大越大四、耗尽型四、耗尽型N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线耗尽型的耗尽型的MOS管管UGS=0时就有导电沟道，加反向时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。电压才能夹断。转移特性曲线转移特性曲线0IDUGSVTIDU DS0UGS=

6、0UGS0输出特性曲线输出特性曲线N N沟道沟道耗尽型耗尽型MOSMOS管的管的特点特点当当u uGSGS=0=0时，就有沟道，加入时，就有沟道，加入u uDSDS，就有，就有i iD D。当当u uGSGS0 0时，沟道增宽，时，沟道增宽，i iD D进一步增加。进一步增加。当当u uGSGS0 0时，沟道变窄，时，沟道变窄，i iD D减小。减小。2-2-2 2-2-2 结型场效应管（结型场效应管（J-FETJ-FET）与双极型晶体管的比较与双极型晶体管的比较1 1、只有多子参与导电，受温度影响较小、只有多子参与导电，受温度影响较小（热稳定性较好），抗辐射能力较强。（热稳定性较好），抗辐射

7、能力较强。2 2、结型场效应管工作时、结型场效应管工作时PNPN结必须反偏、结必须反偏、MOSMOS管则由于栅极被绝缘，故场效应管的管则由于栅极被绝缘，故场效应管的输入阻抗大大高于三极管。输入阻抗大大高于三极管。3 3、集成度高。、集成度高。4 4、使用注意事项。、使用注意事项。放大电路的目的是将微弱的放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真地变化信号不失真地放大成较大的信号。放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：v vi iv vo oA Av

8、 v2-2 基本放大电路2-2-1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成三种三极管三种三极管（FET）放）放大电路大电路共射（源）极放电路共射（源）极放电路共基（栅）极放大电路共基（栅）极放大电路共集（漏）电极放大电路共集（漏）电极放大电路以共射极以共射极放大电路放大电路为例讲解为例讲解工作原理工作原理放大元件放大元件i iC C=i iB B，工作在，工作在放大区，要保证集电结反放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。vivo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T+作用：作用：使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的静态工并提供适当的静态工作电流。作电流。基极

9、电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T集电极电源，为电路集电极电源，为电路提供能量。并保证集提供能量。并保证集电结反偏。电结反偏。+集电极电阻，将变化集电极电阻，将变化的电流转变为变化的的电流转变为变化的电压。电压。耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性。电解电容，有极性。大小为大小为1010 F F100100 F F作用：作用：隔离输入输出隔离输入输出与电路直流的联系，与电路直流的联系，同时能使信号顺利输同时能使信号顺利输入输出。入输出。经过改进的电路：单电源供电的共射极放大电路经过改进的电路：单电源供电的共射极放大电路+VCCRCC1C2TRB+增强型增强型MOS管（管（P沟道、沟道、N沟道）的结构、符沟道）的结构、符号、工作特点。号、工作特点。耗尽型耗尽型MOS管管（P P沟道、沟道、NN沟道沟道）的结构、符）的结构、符号、工作特点。号、工作特点。结型场效应管结型场效应管（P P沟道、沟道、NN沟道）沟道）的结构、符号、的结构、符号、工作特点。工作特点。本次课内容本次课内容 放大电路的组成、共射极放大电路中各元件的作放大电路的组成、共射极放大电路中各元件的作用等。用等。作业：作业：P.63.2.2 2.4