第4 章 场效应管 2012.ppt
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4.5场效应管(单极型晶体管)4.5.1结型场效应管JFET的基本控制原理2.JFET的工作原理②漏源电压UDS对导电沟道的控制作用(UGS=0)③UGS和UDS共同作用下的导电沟道输入信号作用下FET的控制原理UGS和UDS共同作用下的导电沟道二.结型场效应管的特性曲线1.输出特性预夹断线2.可变电阻区条件:UGS>UGSoffUDS<UGS-UGSoff条件:UGS≤UGSoffUDS≥UGS-UGSoff二.转移特性式中:IDSS为饱和漏电流,表示uGS=0时的iD值;UGSoff为夹断电压。绝缘栅场效应管由金属-氧化物-半导体构成(Metal-Oxide-Semiconductor),故又简称为MOSFET。MOS管类型及符号2N沟道增强型MOS管二.漏源电压UDS对导电沟道的控制作用(UGS>UGSth)三.N沟道增强MOS管的伏安特性曲线2.转移特性分析表明,对ENMOSFET有如下的定量关系式:(1).恒流区式中:μn——沟道电子运动的迁移率;Cox——单位面积栅极电容;W——沟道宽度;L——沟道长度;W/L——MOS管的宽长比。(2).可变电阻区:3N沟道耗尽型MOS管(NDMOS)漏源电压UDS对导电沟道的控制作用(UGS=0)N沟道耗尽MOS管的伏安特性曲线UDS>UGS-UGSoff4各种类型的FET特性对比2.转移特性场效应管的参数及特点3.输入电阻RGS对结型场效应管,RGS在108~1012Ω之间。对MOS管,RGS在1010~1015Ω之间。通常认为RGS→∞。对JFET和耗尽型MOS管,由于而对增强型MOSFET,因为三.极限参数场效应管也有一定的运用极限,若超过这些极限值,管子就可能损坏。场效应管的极限参数如下:(1).栅源击穿电压U(BR)GSO。(2).漏源击穿电压U(BR)DSO。(3).最大功耗PDM:PDM=ID·UDS一.方波、锯齿波发生器二.取样保持电路三.相敏检波电路集成运放A2构成低通滤波器,取出uo1的直流分量。作业4-17,4-24,4-25。FET放大电路的Workbench计算机仿真三、关于体效应和背栅跨导前面所有结论都是在衬底与源极短路的前提下得出的。但是在集成电路中,在同一硅片衬底上要做许多管子。为保证正常工作,一般衬底要接到全电路的最低电位点,因此不可能所有管子的源极都与自身的衬底连接,此时,会存在源极与衬底之间的电位差UBS。为了保证沟道与衬底之间用反偏的PN结相隔离,UBS必须为负。在衬底负压作用下,沟道与衬底间的耗尽层加厚,导致开启电压UGSth增大,沟道变窄,沟道电阻增大,iD减小,这种效应称之为“体效应”,或“背栅效应”,或“衬底调制效应”。为了表达衬底电压对iD的影响,引入背栅跨导gmb:式中,η为常数,一般为0.1~0.2。考虑背栅跨导影响的等效电路如图3–22所示。三.N沟道增强MOS管的伏安特性曲线3–1结型场效应管二.JFET的工作原理2.漏源电压UDS对导电沟道的控制作用(UGS=0)二.JFET的工作原理3–1结型场效应管3–2–2N沟道增强型MOS管N沟道增强型MOS管(NEMOS)N沟道增强型MOS管(ENMOS)