场效应半导体三极管.PPT

2.2.4場效應三極管的參數和型號(1)場效應三極管的參數①開啟電壓VGS(th)(或VT)開啟電壓是MOS增強型管的參數，柵源電壓小於開啟電壓的絕對值,場效應管不能導通。②夾斷電壓VGS(off)(或VP)夾斷電壓是耗盡型FET的參數，當VGS=VGS(off)時,漏極電流為零。③飽和漏極電流IDSS耗盡型場效應三極管,當VGS=0時所對應的漏極電流。********場效應半導體三極管場效應半導體三極管是僅由一種載流子參與導電的半導體器件，是一種用輸入電壓控制輸出電流的的半導體器件。從參與導電的載流子來劃分，它有電子作為載流子的N溝道器件和空穴作為載流子的P溝道器件。從場效應三極管的結構來劃分，它有兩大類。1.結型場效應三極管JFET(JunctiontypeFieldEffectTransister)2.絕緣柵型場效應三極管IGFET(InsulatedGateFieldEffectTransister)IGFET也稱金屬氧化物半導體三極管MOSFET（MetalOxideSemiconductorFET）N溝道增強型MOS管的結構示意圖和符號見圖02.13。其中：D(Drain)為漏極，相當於集電極C；G(Gate)為柵極，相當於基極B;S(Source)為源極，相當於發射極E。2.2.1絕緣柵場效應三極管的工作原理絕緣柵型場效應管MOSFET(MetalOxideSemiconductorFET)。分為:增強型?N溝道、P溝道耗盡型?N溝道、P溝道圖02.13N溝道增強型MOSFET結構示意圖（動畫2-3）一個是漏極D，一個是源極S。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。P型半導體稱為襯底，用符號B表示。(1)N溝道增強型MOSFET①結構根據圖02.13，N溝道增強型MOSFET基本上是一種左右對稱的拓撲結構，它是在P型半導體上生成一層SiO2薄膜絕緣層，然後用光刻工藝擴散兩個高摻雜的N型區，從N型區引出電極，當柵極加有電壓時，若0＜VGS＜VGS(th)時，通過柵極和襯底間的電容作用，將靠近柵極下方的P型半導體中的空穴向下方排斥，出現了一薄層負離子的耗盡層。耗盡層中的少子將向表層運動，但數量有限，不足以形成溝道，將漏極和源極溝通，所以不可能以形成漏極電流ID。②工作原理1．柵源電壓VGS的控制作用當VGS=0V時，漏源之間相當兩個背靠背的二極體，在D、S之間加上電壓不會在D、S間形成電流。VGS對漏極電流的控制關係可用：ID=f(VGS)?VDS=const這一曲線描述，稱為轉移特性曲線，見圖02.14。進一步增加VGS，當VGS＞VGS(th)時（稱為開啟電壓)，此時的柵極電壓已經比較強，在靠近柵極下方的P型半導體表層中聚集較多的電子，可以形成溝道，將漏極和源極溝通。如果此時加有漏源電壓，就可以形成漏極電流ID。在柵極下方形成的導電溝道中的電子，因與P型半導體的載流子空穴極性相反，故稱為反型層。隨著VGS的繼續增加，ID將不斷增加。在VGS=0V時ID=0，只有當VGS＞VGS(th)後才會出現漏極電流，這種MOS管稱為增強型MOS管。(動畫2-4）圖02.14VGS對漏極電流的控制特性——轉移特性曲線轉移特性曲線的斜率gm的大小反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。gm的量綱為mA/V，所以gm也稱為跨導。跨導的定義式如下gm=?ID/?VGS?VDS=const(單位mS)ID=f(VGS)?VDS=const2．漏源電壓VDS對漏極電流ID的控制作用VDS=VDG＋VGS=－VGD＋VGSVGD=VGS－VDS當VDS為0或較小時，相當VGS＞VGS(th)，溝道分佈如圖，此時VDS基