51 MOS场效应管

场效应晶体管FET(FieldEffectTransisitor)场效应管(单极型晶体管）与晶体三极管（双极型晶体管）不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。结型场效应管JFET(JunctionFET)绝缘栅型场效应管MOSFET(Metal-OxideSemiconductorFET)场效应管有两种:N沟道P沟道增强型EMOS按沟道类型分N沟道NMOSP沟道PMOS（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)按工作方式分耗尽DMOS场效应管分类PNNgsdN沟道增强型gsdBP型基底SiO2绝缘层金属铝两个N区PNNgsdgsdBN沟道耗尽型予埋了导电沟道一、MOSFET结构和电路符号NPPgsdP沟道增强型gsdBNPPgsdgsdBP沟道耗尽型予埋了导电沟道MOSFET结构和电路符号正常工作条件源区和漏区的两个N区与衬底之间的PN结必须外加反偏电压。即vDS0。PNNgsdvDSvGS工作原理：在栅极电压作用下，漏区和源区之间形成导电沟道。这样，在漏极电压的作用下，源区电子沿导电沟道行进到漏区，产生自漏极流向源极的电流。改变栅极电压，控制导电沟道的导电能力，使漏极电流发生变化。vDSvGS二、NEMOSFET工作原理PNNgsd（1）vGS=0时漏区和源区被隔断,没有导电沟道iD=0vGS+-1.沟道形成原理（2）vGS0且vGSVT漏区和源区仍被隔断iD=0（3）vGSVT形成导电沟道，vDS作用下的漏极电流随vGS增大而增大反型层（导电沟道）VT:开启电压形成反型层所需VGS的值vDS+-iD（1）vDS很小，沟道宽度保持不变，vDS增大，iD线性增大2.vDS对沟道导电能力的控制vGSVTvDS0（2）vDS增加，vGD=VT时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。（3）夹断后，即使vDS继续增加，iD仍呈恒流特性。vDS+-PNNgsdvGS+-iD当vDS较大时，靠近d区的导电沟道变窄。TDSGSGDVvvvTGSDSVvv当vDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。iD/mAvDS/V4.5V5V4VvGS=5.5V3.5V3V0510152025TGSDSVvvTGSDSTGSVvvVv可变电阻区iD同时受vGS和vDS的控制饱和区TGSDSTGSVvvVvTGSVv截止区iD受vGS控制，几乎不受vDS的控制三、NEMOSFET的输出特性曲线转移特性曲线VT=3ViD/mAvDS/V4.5V5V4VvGS=5.5V3.5V3V0510152025012345iD/mAvGS/V四、NEMOSFET的转移特性曲线2)(TGSnDVVKI耗尽型的MOS管vGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。转移特性曲线iD0vGSVPiDvDS0-0.5V0V-1VvGS=0.5V输出特性曲线-1.5V5101520-1.8V5.1.2NDMOSFET的特性曲线NPPgsdgsdB5.1.3PEMOSFETVT=-1.5VvGS/V-4-3-2-101iD/mAiD/mA－vDS/V-3V-3.5V-2.5VvGS=-4V-2V-1.5V051015205.1.5MOSFET的主要参数1、开启电压VT（增强型MOS）当vDS为某一个固定值使iD等于一微小电流时，栅源间的电压为VT。一、直流参数2、夹断电压VP（耗尽型FET）当vDS为某一个固定值使iD等于一微小电流时，栅源之间所加的电压称为夹断电压VP。3、饱和漏极电流IDSS（耗尽型FET）在vGS=0的情况下，当时的漏极电流。PDSVv4、直流输入电阻RGS在漏源之间短路的条件下，栅源之间加一定电压时的栅源直流电阻就是直流输入电阻RGS。MOSFET的主要参数1、输入电阻rds表明了vDS对iD的影响。是输出特性某一点上切线斜率的倒数。二、交流参数2、低频互导gm当vDS等于常数时，漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压的微变量之比成为互导。互导反映了栅源电压对漏极电流的控制能力。互导是表征FET放大能力的一个重要参数。GSVDDSdsivrDSVGSDmvig作业：5.1.15.1.3