场效应管简介

场效应管简介FET分类:绝缘栅场效应管结型场效应管增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道N沟道P沟道场效应管简介——场效应管(FieldEffectTransistor，简称FET)三极管是一种电流控制元件(iB~iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以能耗大，温度特性差。场效应管是一种电压控制器件(uGS~iD)。它的输出电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的输入电阻高，且温度稳定性好。√√√√一基本知识•PMOS简介•PMOS，指的是利用空穴來传导电性信号的金氧半导体。PMOS的电路符号如下图，而其结构则如右图所示，是由正型掺杂形成的漏极(drain)及源极(source)，与闸极(gate)及闸极下面的氧化层所构成。绿显电子科技一基本知识•PMOS的工作原理•当在闸极(gate)施以负偏压时，就会在氧化层下方薄区内感应出许多电洞，当在源极(source)施加一个偏压之后，聚集的电洞就可经由源极(source)与漏极(drain)之间的通道导通。绿显电子科技一基本知识•NMOS的简介•NMOS，指的是利用电子来传导电性信号的金氧半晶体管。NMOS的电路符号如下图，而其结构图如左图所示，是由负型掺杂形成的漏极与源极，与在氧化层上的闸极所构成。绿显电子科技一基本知识•NMOS的工作原理•当在闸极施以正偏压时，就会在氧化层下方薄区内感应出许多电子。当在漏极施加一个偏压之后，聚集的电子就可经由源极与漏极之间的电子信道导通。•以下将详细介绍NMOS的工作特性．绿显电子科技取一块P型半导体作为衬底，用B表示。用氧化工艺生成一层SiO2薄膜绝缘层。然后用光刻工艺腐蚀出两个孔。扩散两个高掺杂的N型区。从而形成两个PN结。（绿色部分）从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。N沟道增强型MOSFET的符号如左图所示。左面的一个衬底在内部与源极相连，右面的一个没有连接，使用时需要在外部连接。DGSBDGSB绿显电子科技场效应三极管的工作原理，分两个方面进行讨论，一是栅源电压UGS对沟道会产生影响，二是漏源电压UDS也会对沟道产生影响，从而对输出电流，即漏极电流ID产生影响。1．栅源电压UGS的控制作用SDGPN+N+SiO型衬底DSUGSU2=0空穴正离子电子负离子++++先令漏源电压UDS=0，加入栅源电压UGS以后并不断增加。UGS带给栅极正电荷，会将正对SiO2层的表面下的衬底中的空穴推走，从而形成一层负离子层，即耗尽层，用绿色的区域表示。同时会在栅极下的表层感生一定的电子电荷，若电子数量较多，从而在漏源之间可形成导电沟道。沟道中的电子和P型衬底的多子导电性质相反，称为反型层。此时若加上UDS，就会有漏极电流ID产生。反型层显然改变UGS就会改变沟道，从而影响ID，这说明UGS对ID的控制作用。＞0DSU当UGS较小时，不能形成有效的沟道，尽管加有UDS，也不能形成ID。当增加UGS，使ID刚刚出现时，对应的UGS称为开启电压，用UGS(th)或UT表示。关于场效应管符号的说明：DGSBDGSBDGSBSGDN沟道增强型MOS管，衬底箭头向里。漏、衬底和源、分开，表示零栅压时沟道不通。表示衬底在内部没有与源极连接。N沟道耗尽型MOS管。漏、衬底和源不断开表示零栅压时沟道已经连通。N沟道结型MOS管。没有绝缘层。如果是P沟道，箭头则向外。绿显电子科技、绝缘栅场效应管(MetalOxideSemiconductorFET)——简称MOSFET。(1)增强型绝缘栅场效应管①N沟道管a、符号漏极源极栅极衬底GSDB基本接法gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD∵栅极G与D、B、S是绝缘的∴栅极电流ig≈0b、N沟道增强型管的开关特性及其判断方法[1]截止状态判断：UGS＜开启电压UT(如:UGS＝0)特点：iD＝0这时场效应管D、S端相当于:一个断开的开关。[2]可变电阻状态判断：UGS足够大(如:UGS＝UCC)特点:UDS≈0这时场效应管D、S端相当于:一个接通的开关。gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD[3]恒流状态(放大状态)判断:UGS＞UT,UDS≥uGS-UT特点:uDS＝uCC-iDRDiD∝uGS若uGS恒定,则iD恒定——恒流源特点这时场效应管D、S端相当于:一个受电压控制的恒流源gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD②P沟道管a、符号栅极G与D、B、S是绝缘的。栅极电流ig≈0b、分析方法分析方法与N沟道增强型相同，只不过须将所有的电压电流方向、大于小于号方向反过来。USG＜UT(如:UGD＝UCC→USG＝0):截止，iD＝0USG足够大(如:uGD＝0→USG＝UCC):导通，UDS≈0漏极源极栅极衬底GSDBgds+uGD-+uSD-igiD+uCC-RD基本接法:例1判断下面MOS管的工作状态。截止导通导通截止gsd+5V0V+5VRgsd+5V0V0VRgsd+5V+5V+5VRgsd+5V+5V0VR(2)耗尽型绝缘栅场效应管①N沟道管a、符号GSDB漏极源极栅极衬底基本接法:gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD∵栅极G与D、B、S是绝缘的∴栅极电流ig≈0b、N沟道耗尽型管的开关特性及其判断方法[1]截止状态判断:UGS＜夹断电压UP(如:UGS＝-UCC)特点：iD＝0这时场效应管D、S端相当于:一个断开的开关。[2]可变电阻状态判断：UGS足够大(如:UGS＝0~UCC)特点:UDS≈0这时场效应管D、S端相当于:一个接通的开关。gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD[3]恒流状态(放大状态)判断:UGS＞UP,UDS≥uGS-UP特点:uDS＝uCC-iDRDiD∝uGS若uGS恒定,则iD恒定——恒流源特点这时场效应管D、S端相当于:一个受电压控制的恒流源gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD②P沟道管a、符号GSDB栅极G与D、B、S是绝缘的。栅极电流ig≈0b、分析方法分析方法与N沟道耗尽型相同，只不过须将所有的电压电流方向、大于小于号方向反过来。USG＜UP(如:USG＝-UCC):截止，iD＝0USG足够大(如:USG＝0~UCC):导通，UDS≈0漏极源极栅极衬底基本接法:gsd-uSG++uDS-igiD-uCC+RD例2判断下面MOS管的工作状态。截止导通截止导通gsd+5V-5V0VRgsd+5V0V0VRgsd-5V+5V0VRgsd-5V0V0VR