场效应管的基本特性.ppt

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1、场效应管的基本特性场效应管的基本特性模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用 本章内容本章内容3.13.1 场效应晶体管的基本特性场效应晶体管的基本特性 3.2 3.2 共源极场效应晶体管放大电路共源极场效应晶体管放大电路 3.33.3 源极输出器源极输出器 小结小结 2模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用 场场效应管的效应管的特点特点1.1.场效应管是场效应管是一种一种电压控制器件电压控制器件。它是它是利用利用输入端的输入端的电场效应电场效应来来控制控制其其输出输出电流电流的大小，从而的大小，从而实现放大实现放大。2.2.场效应管工作场效应管工作时，时

2、，参与导电的只有多子参与导电的只有多子一种载流子，因此一种载流子，因此又称为单极性型器件又称为单极性型器件；而而三极管称为双极性器件三极管称为双极性器件，参与导电的有参与导电的有多子和少子两种载流子。多子和少子两种载流子。3.1 3.1 场效应晶体管的基本特性场效应晶体管的基本特性3模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用3.分类：根据结构不同，分类：根据结构不同，场效应管分为场效应管分为两大类，两大类，结型结型场效应管和场效应管和绝缘栅型绝缘栅型场效应管。场效应管。1）结型场效应管：）结型场效应管：利用利用半导体内半导体内的的电场效应电场效应来来控制其控制其漏极漏极电流电流

3、的大小的大小2）绝缘栅场效应管：）绝缘栅场效应管：利用利用半导体表面半导体表面的的电场电场效应来控制漏极的电流效应来控制漏极的电流绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管-简称简称“MOS”管管引线电极：引线电极：金属铝金属铝 绝缘介质：绝缘介质：二氧化硅二氧化硅 MOS管管特点：特点：输入电阻输入电阻很大很大，且制作，且制作工艺工艺简单简单，便于集成便于集成-实际中得到广泛的应用实际中得到广泛的应用4模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用耗耗尽尽型型绝绝缘缘栅栅场效应晶体管场效应晶体管增增强强型型绝绝缘缘栅栅场效应晶体管场效应晶体管场场效效应应晶晶体体 管管结结型型场场效效应晶体

4、管应晶体管绝绝缘缘栅栅场场效效应应晶体管晶体管P沟道沟道结型场效应晶体管结型场效应晶体管N沟道沟道结型场效应晶体管结型场效应晶体管P沟道增强型沟道增强型N沟道耗尽型沟道耗尽型P沟道耗尽型沟道耗尽型N沟道增强型沟道增强型5模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用3.1.1 3.1.1 结型结型场效应晶体管场效应晶体管-耗尽耗尽型型 结型场效应管结型场效应管(JFET)，它是，它是利用半导体内的电场利用半导体内的电场效应来工作的效应来工作的，因而也称为，因而也称为体内场效应器件体内场效应器件。按按导电沟道导电沟道的不同的不同，有，有N沟道沟道和和P沟道沟道两类。两类。1、结型场效

5、应管结构与符号（、结型场效应管结构与符号（P78）6模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用2 2、结型场效应晶体管特性曲线（结型场效应晶体管特性曲线（P78P78）1 1）输出特性曲线（输出特性曲线（P78P78）7模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用UGS(off)uDS0 2 2）转移特性曲线（转移特性曲线（P79P79）8模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用Idss：饱和漏源电流饱和漏源电流.指指结型结型或或耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管中中,栅极电栅极电压压UGS=0时的漏源电流时的漏源电流.UGS（OFF）或或

6、UP：夹断电压夹断电压.是指结型或耗尽是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中型绝缘栅场效应管中,使使漏源间刚截止时的栅极漏源间刚截止时的栅极电压电压.9模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用3.1.23.1.2 绝缘栅型场效应晶体管绝缘栅型场效应晶体管MOS管管 1 1、结构和符号结构和符号N沟道耗尽型（沟道耗尽型（P80）N沟道增强型沟道增强型N沟道耗尽型沟道耗尽型10模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用P沟道增强型和耗尽型绝缘栅场效应管（沟道增强型和耗尽型绝缘栅场效应管（P80）P沟道增强型沟道增强型P沟道耗尽型沟道耗尽型11模拟电子技术模拟电子技术 场

7、效应管及其应用场效应管及其应用2、特性曲线特性曲线增强型增强型NMOS 管输出特性（管输出特性（P80P80）12模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用增强型增强型NMOS 管转移特性（管转移特性（P80）uiD D当当u uGSGSU UGS(th)GS(th)时时产生的电流产生的电流uI IDODO：U UGSGS=2V=2VT T时对应时对应的电流的电流uV VT T：开启电压：开启电压13模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用3.1.3 场效应晶体管的特性参数（场效应晶体管的特性参数（P82）1.性能参数性能参数（1）开启电压）开启电压UGS(t

8、h):是是增强型增强型MOS管特有管特有的参数。的参数。它是指它是指uDS为一固定值（如为一固定值（如10V），使），使iD等于某等于某一微小电流（如一微小电流（如10A）时所需要的最小）时所需要的最小uGS值。值。（2）夹断电压）夹断电压UGS(off):是是耗尽型耗尽型MOS管和结型管管和结型管的参数的参数。它是指。它是指uDS为一固定值（如为一固定值（如10V），而），而使使iD减小到某一微小电流（如减小到某一微小电流（如10A）时的）时的uGS值。值。14模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用（3）饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS:是是耗尽型耗尽型MOS管管和结型管

9、和结型管的参数。它是指在的参数。它是指在uGS时，时，使管子出现预夹断时的漏极电流。使管子出现预夹断时的漏极电流。IDSS也是也是结型管所能输出的最大电流结型管所能输出的最大电流。（4）直流输入电阻直流输入电阻RGS:是指在漏、源极是指在漏、源极间短路的条件下，栅、源极之间所加直间短路的条件下，栅、源极之间所加直流电压与栅极直流电流的比值。流电压与栅极直流电流的比值。一般一般JFET的的RGS107，而而IGFET(MOS管管)的的RGS109。15模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用（5）低频跨导（互导）低频跨导（互导）gm:是指在是指在uDS为某一定值时，为某一定值时

10、，漏极电流漏极电流iD的微变量和引的微变量和引起它变化的起它变化的uGS微变量的微变量的比值，即比值，即 场效应管场效应管低频跨导低频跨导gm一般为几毫西门子一般为几毫西门子单位单位：西门子（西门子（S）gm反映了栅源电压反映了栅源电压uGS对漏极电流对漏极电流iD的控制能力的控制能力，是，是表征场效应管放大能力表征场效应管放大能力的一个重要参数（对应于三的一个重要参数（对应于三极管的极管的）。16模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用2.极限参数极限参数（1）最大漏极电流）最大漏极电流IDM:是指管子在工作时允许的最大漏极电流。是指管子在工作时允许的最大漏极电流。（2）最

11、大耗散功率）最大耗散功率PDM:最大耗散功率最大耗散功率PDMuDSIDM，它受管子的，它受管子的最高温度的限制，与三极管的最高温度的限制，与三极管的PCM相似。相似。17模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用（4）栅源击穿电压）栅源击穿电压U(BR)GS:它是栅、源极间所能承受的最大电压。它是栅、源极间所能承受的最大电压。击穿会造成短路现象，使管子损坏。击穿会造成短路现象，使管子损坏。（3）漏源击穿电压）漏源击穿电压U(BR)DS:它是漏、源极间所能承受的最大电压，它是漏、源极间所能承受的最大电压，也就是使也就是使iD开始急剧上升（管子击穿）时开始急剧上升（管子击穿）时的

12、的uDS值。值。18模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用3.1.4 3.1.4 场效应管与晶体管的比较（场效应管与晶体管的比较（P83P83）1 1）场效应管是电压控制型器件场效应管是电压控制型器件，而而三极管三极管是电流控制型器件是电流控制型器件。两种晶体管均可获得较大的电压放大倍数。两种晶体管均可获得较大的电压放大倍数。2 2）场效应管只有多子参与导电场效应管只有多子参与导电；三极管三极管内内既有多子又有少子参与导电既有多子又有少子参与导电3 3）少子受温度、辐射等因素影响较大，因）少子受温度、辐射等因素影响较大，因而而场效应管比晶体管的温度稳定性好场效应管比晶体管的

13、温度稳定性好、抗抗辐射能力强。辐射能力强。电子技术电子技术19模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用补：补：MOS管的外形封装及引脚判别管的外形封装及引脚判别20模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用21模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用22模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用23模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用3.1.5 MOS管使用的注意事项管使用的注意事项 1 1）MOSMOS管有管有四个引脚四个引脚，便于使用者便于使用者根据电路根据电路需要连接需要连接，通常，通常P P衬底接

14、低电位衬底接低电位，N N衬底接衬底接高电位高电位 但在但在有的电路有的电路中，需要将中，需要将源极和衬底连在源极和衬底连在一起一起，目的是：，目的是：为了为了减轻源极与衬底之间减轻源极与衬底之间的电压对的电压对MOSMOS管导电性能的影响管导电性能的影响2 2）场效应管的场效应管的漏极漏极和和源极源极可以互换可以互换。如果。如果厂厂家已将源极和衬底相连家已将源极和衬底相连的，则的，则不能互换不能互换。电子技术电子技术24模拟电子技术模拟电子技术 场效应管及其应用场效应管及其应用3 3）场效应管的）场效应管的栅源电压栅源电压不能接反不能接反。4 4）场效应管在）场效应管在不使用不使用存放时存放时，各个各个电极电极要短接在一起要短接在一起，防止外界静电感应电压防止外界静电感应电压过高时过高时击穿绝缘层击穿绝缘层使其损坏。使其损坏。5 5）焊接焊接时，时，电烙铁应有良好的接地线电烙铁应有良好的接地线，以以屏蔽交流电场屏蔽交流电场。防止感应电压造成管防止感应电压造成管子的损坏。子的损坏。最好最好先烧热烙铁，先烧热烙铁，断电后在做焊接断电后在做焊接3.1.5 VMOS3.1.5 VMOS场效应管（场效应管（P83 P83 自学自学）作业：作业：P84 思考与练习思考与练习 P88 习题习题 3-125