模拟电路第四章.ppt

  半导体三极管有两大类型， 一是双极型半导体三极管BJT 二是场效应半导体三极管FET 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。 MOSFET也称绝缘栅型场效应三极管IGFET。 说明: 栅极g处于绝缘状态, Ig =0, Ri很高,约1015Ω,所以称绝缘栅型场效应管IGFET; 箭头方向表示P(衬底)指向N(沟道) 虚线代表增强型沟道 当栅极加有电压时，若 0＜vGS＜VGS(th) （VT）时，通过 栅极和衬底间的电容作用，将靠 近栅极下方的P型半导体中的空 穴向下方排斥，出现了一薄层负 离子的耗尽层。耗尽层中的少子 将向表层运动，但数量有限，不 (动画4-3-2） 足以形成沟道，将漏极和源极沟通，所以不可能形成漏极电流iD。 vGS对漏极电流的控制关系可用 iD=f(vGS)?vDS=const 这一曲线描述，称为转移特性曲线，见图4.3.3。 图4.3.3 vGS对漏极电流的控制特性——转移特性曲线 2．漏源电压vDS对漏极电流iD的控制作用 当vGS＞VGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电 压vDS对漏极电流iD的影响。vDS的不同变化对沟道的影 响如图4.3.4所示。根据此图可以有如下关系 当vDS为0或较小时，沟道分布如图4.3.5(a)，此时vDS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。 ㈢MOSFET的特性曲线 ㈢MOSFET的特性曲线 ㈣N沟道耗尽型MOSFET 当vGS＞0时，将使iD进一步增加。vGS＜0时，随着vGS的减小漏极电流逐渐减小，直至iD=0。N沟道耗尽型MOSFET的漏极输出特性曲线如图 4.3.6(b)所示。 (a) 结构示意图曲线(b)漏极输出特性曲线 ㈤MOSFET的参数  ㈤ MOSFET的参数  ㈤ MOSFET的参数  ㈤ MOSFET的参数 ㈠JFET的结构 JFET的结构如图4.1所示，它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。一个P区即为栅极，N型硅的一端是漏极，另一端是源极。其中的方向表示栅极正偏时，栅流的方向。 图4.1.1 结型场效应三极管的结构(动画4-1-1 ） ㈡ JFET的工作原理 现以N沟道为例说明其工作原理 ① 栅源电压对沟道的控制作用 先假设当vDS=0时，当vGS由零向负值增大时，在反偏电压作用下，两个PN结的耗尽层将加宽，使沟道变窄，沟道电阻增大，当|vGS |进一步增大到某一值|VP |时，两侧耗尽层将在中间合拢，沟道全部被夹断。此时漏源极间的电阻将趋于无穷大，相应的栅源电压vGS称为夹断电压VP。这一过程如图4.1.2所示。 ② 漏源电压对沟道的控制作用 当vDS增加到使vGD=VP时，在紧靠漏极处出现预夹断，当VDS继续增加，漏极处的夹断继续向源极方向生长延长。这一过程如图4.1.3所示。 图4.1.3 漏源电压对沟道的控制作用（动画4-1-3） ㈢JFET的特性曲线 JFET的特性曲线有两条: 一是转移特性曲线， 二是输出特性曲线，两者反映FET工作的同一物理过程。 JFET的特性曲线如图4.1.4所示。 ㈢JFET的特性曲线 ㈣JFET的参数参数同耗尽型MOSFET。 JFET的性能比较 N沟道JFET P沟道JFET §4．3 场效应三极管放大电路 三种组态： CS共源组态基本放大电路 CD共漏组态基本放大电路 CG共栅组态基本放大电路 共源组态基本放大电路 对于采用场效应三极管的共源基本放大电路，可以与共射组态接法的基本放大电路相对应，只不过场效应三极管是电压控制电流源，即VCCS。共源组态的基本放大电路如图4.4.1所示。 图 4.4.1共源组态接法基本放大电路 比较共源和共射放大电路，它们只是在偏置电路和受控源的类型上有