《场效应管》课件.ppt

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1、1.4 场效应管场效应管p场效应管（场效应管（FET）是利用输入回路的）是利用输入回路的电场效应电场效应来控来控制输出回路电流的一种半导体器件。制输出回路电流的一种半导体器件。p仅靠半导体中的多数载流子导电，又称仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶单极型晶体管体管。pFET：Field Effect Transistor分类分类p从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的流子的N沟道器件沟道器件和空穴作为载流子的和空穴作为载流子的P沟道器沟道器件件。p从场效应管的结构来划分，它有从场效应管的结构来划分，它有结型结型和和绝缘栅绝缘栅型型两种不同的

2、结构。两种不同的结构。p结型场效应管：结型场效应管：JFETp绝缘栅型场效应管：绝缘栅型场效应管：IGFET 1.4 场效应管场效应管1.4.1 结型场效应管结型场效应管(JFET)结型场效应管的结构和符号结型场效应管的结构和符号1.4.1 结型场效应管结型场效应管(JFET)图图1.4.2 N沟道结型场效应管的结构示意图沟道结型场效应管的结构示意图一、工作原理一、工作原理 为使为使N沟道结型场效应管沟道结型场效应管能正常工作，应在其栅源能正常工作，应在其栅源之间加之间加负向电压负向电压（即（即uGS0），以保证耗尽层承），以保证耗尽层承受反向电压；在漏源之间受反向电压；在漏源之间加加正向电压

3、正向电压uDS，以形成漏极，以形成漏极电流电流iD。1.4.1 结型场效应管结型场效应管(JFET)p1.当当uDS0V时，时，uGS对导电沟道的控制作用对导电沟道的控制作用1.4.1 结型场效应管结型场效应管(JFET)夹断电压夹断电压p2.当当uGS为为UGS（off）0V中某一固定值时，中某一固定值时，uDS对漏对漏极电流极电流iD的影响的影响1.4.1 结型场效应管结型场效应管(JFET)二、结型场效应管的特性曲线二、结型场效应管的特性曲线 (a)漏极输出特性曲线漏极输出特性曲线 (b)转移特性转移特性曲线曲线 1.4.1 结型场效应管结型场效应管(JFET)1.4.2 绝缘栅型场效应

4、管绝缘栅型场效应管p绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管(MOSFET)分为：分为：增强型增强型 N沟道、沟道、P沟道沟道 耗尽型耗尽型 N沟道、沟道、P沟道沟道pMOS:Metal-Oxide-Semiconductor一、一、N沟道增强型沟道增强型MOS管管N沟道增强型沟道增强型MOS管结构示意图管结构示意图1.4.2 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管1.工作原理工作原理1.4.2 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管 （a）（b）（c）图图1.4.9 uGS为大于为大于UGS（th）的某一值时的某一值时uDS对对iD的影响的影响 （a）uDS uGS UGS（th）1.4.2 绝缘栅型场效应管绝

5、缘栅型场效应管2.特性曲线特性曲线 (a)输出特性曲线输出特性曲线 (b)转移特性曲线转移特性曲线 图图1.4.10 N沟道增强型沟道增强型MOS管的特性曲线管的特性曲线1.4.2 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管二、二、N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 (a)结构示意图结构示意图 (b)转移特性曲线转移特性曲线 图图1.4.11 N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET的结构和转移特性曲线的结构和转移特性曲线1.4.2 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管1.4.3 场效应管的主要参数场效应管的主要参数一、直流参数一、直流参数 开启电压开启电压VGS（th）开启电压是增

6、强型开启电压是增强型MOS管的参数，栅源电压小于开管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值，场效应管不能导通。启电压的绝对值，场效应管不能导通。夹断电压夹断电压VGS（off）夹断电压是耗尽型夹断电压是耗尽型MOS管的参数，当管的参数，当VGS=VGS（off）时，漏极电流为零。时，漏极电流为零。饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应管，当耗尽型场效应管，当VGS=0时所对应的漏极电流。时所对应的漏极电流。直流输入电阻直流输入电阻RGS（DC）场效应管的栅源输入电阻的典型值，对于结型场效应场效应管的栅源输入电阻的典型值，对于结型场效应管，反偏时管，反偏时RGS（DC）约大于约大于107，

7、对于绝缘栅场型效，对于绝缘栅场型效应管，应管，RGS（DC）约是约是1091015。二、交流参数二、交流参数1.低频跨导低频跨导gm 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用。用。2.极间电容极间电容Cgs、Cgd、Cds 高频电路中应考虑极间电容的影响。高频电路中应考虑极间电容的影响。1.4.3 场效应管的主要参数场效应管的主要参数三、极限参数三、极限参数1.最大漏极电流最大漏极电流IDM2.击穿电压击穿电压3.最大耗散功率最大耗散功率PDM1.4.3 场效应管的主要参数场效应管的主要参数【例【例1.4.1】已知某管子的输出特性曲线如下图所示。】已知某管子的输出特性曲线如下图所示。试分析该管是什么类型的场效应管（结型、绝缘试分析该管是什么类型的场效应管（结型、绝缘栅型、栅型、N沟道、沟道、P沟道沟道、增强型、耗尽型）。、增强型、耗尽型）。1.4.3 场效应管的主要参数场效应管的主要参数【例【例1.4.2】电路如图所示，】电路如图所示，其中管子其中管子T的输出特性的输出特性曲线如下。试分析曲线如下。试分析uI为为0V、8V和和10V三种情况下三种情况下uO分别为多少？分别为多少？1.4.3 场效应管的主要参数场效应管的主要参数1.4.4 场效应管与晶体管的比较场效应管与晶体管的比较