模拟电路：第四章 结型场效应管课件.ppt

第四章场效应管及MOS模拟集成电路基础双极型三极管:(场效应管):FieldEffectTransistor场效应管的分类:结型(JFET):绝缘栅(IGFET):N沟道/P沟道MOSFET增强型:耗尽型:N沟道/P沟道N沟道/P沟道§(JFET)§§-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)本章的主要内容::(将FET和BJT进行类比学****结构工作原理特性曲线主要参数小信号模型○○○GDS○○○GDS○○○GDS○○○(JFET)、JFET的三个电极分别是什么?与BJT的电极有何对应关系?2、JFET工作时有什么要求和特点?三个电极的电流关系如何?3、JFET的输出特性曲线可以分为哪几个区域?在哪个区域它可以实现放大控制作用?4、什么叫转移特性曲线?曲线上的两个主要参数是什么?你能写出曲线的方程吗?6、已知JFET三个电极的电位,如何判断它的工作状态?7、JFET的小信号模型是怎样的?模型中的参数如何确定?问题:?5、JFET有哪些主要参数?(JFET)、JFET的结构和符号#符号中的箭头方向表示什么?表示栅结正偏时,栅极电流方向是由栅极的P+区指向N沟道。NP+P+DSGDGSDGSbcePN结栅极漏极源极N沟道JFET的电路符号导电沟道P沟道JFETPN+N+DSe漏极源极P沟道JFET的电路符号#FET和BJT的电极对应关系:G--b;D--c;S--e;#因FET结构对称,漏极和源极可互换使用。(BJT不能)二、JFET的工作原理注意:JFET工作时,必须使栅极-沟道间的PN结反偏。GNP+P+DS因栅极—沟道间的PN结反偏,栅极电流iG0;栅极不取电流。栅极输入阻抗高达107以上。在D-S间加一个正电压uDS>0,N沟道中的多子在电场作用下由S向D漂移运动,形成漏极电流iD,iDiGiD的大小受uGS的控制。下面主要讨论uGS对iD的控制作用以及uDS对iD的影响。*FET的“栅极不取电流”这一点很重要,它能给我们的分析带来极大的方便。FET三个电极的电流关系为:iG0;iD=iS。N沟道JFET:P沟道JFET:只有一种载流子(多子)参与导电;GNP+P+DS1、uGS对iD的控制作用uDS=0时,uGS对导电沟道的影响uGS=0导电沟道最宽增大|uGS|,耗尽层加宽,导电沟道变窄。当|uGS|=|UGS(off)|时,耗尽层合拢,导电沟道被夹断。GNP+P+DS“夹断电压”结论:栅源电压通过改变导电沟道的宽窄来控制漏极电流,称为“电压控制电流器件”。GNP+P+DS|uGS|增大0UGS(off)|uGS|越大,沟道越窄,沟道电阻越大,iD越小;|uGS|越小,沟道越宽,沟道电阻越小,iD越大。uGS=0;uDS=0uDS>0GNP+P+DS沟道预夹断后,uDS2、uDS对iD的影响①当uDS较小时,由于沟道较宽,iD随uDS的增大成正比地增大;D、S间的电位梯度使导电沟道呈楔形;②uDS|uGD|耗尽层越宽当uGD=uGS-uDS=UGS(off)(负数)此时两耗尽层在A点相遇,为预夹断状态。(预夹断方程)夹断区长度外电压的增量主要降落在夹断区上。iD趋于饱和,不再随uDS的增加而上升。uDSiD0UGD=UGS(off)BUDSIDSS饱和漏极电流iDA③uDS>BUDS,PN结击穿,iD急剧增大。uGS=0④改变的uGS值,得到一簇特性曲线。-2V-4V-6V即:uDS=uGS-UGS(off)JFET的输出特性曲线综上分析可知:①沟道中只有一种载流子参与导电,所以FET也称为单极型三极管。②JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的,因此iG0,输入电阻很高。③FET是电压控制电流器件,iD受uGS控制。④预夹断前iD与uDS近似呈线性关系;预夹断后,iD趋于饱和。uDSiD00-4-1-2-3uGS=、①可变电阻区②恒流区(饱和区、线性区)③击穿区④截止区(全夹断区)IDSS可变电阻区恒流区击穿区截止区UGS(off)沟道电阻受栅源电压控制。JFET作放大器件时应工作在恒流区。DGSiD受uGS控制,iD基本不受uDS的影响。BUDSuGS-uGS(off)在数字逻辑电路中FET工作在可变电阻区或截止区。DGSuDS004123uGS=IDSS可变电阻区恒流区击穿区iDuDS截止