绝缘栅型场效应管模拟电子技术陈志红87课件.pptx

模拟电子技术绝缘栅型场效应管主讲人：陈志红

课程导入绝缘栅型场效应管：由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称MOS场效应管特点：输入电阻可达1010?(有资料介绍可达1014?）以上类型：N沟道P沟道增强型耗尽型增强型耗尽型UGS=0时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；UGS=0时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。

结构与电路符号增强型场效应管P型衬底(掺杂浓度低)用扩散的方法制作两个N区在硅片表面生一层薄SiO2绝缘层用金属铝引出源极S和漏极D在绝缘层上喷金属铝引出栅极GBS-源极SourceG-栅极GateD-漏极DrainSGD衬底耗尽层（a）增强型NMOSFET的结构；（b）N型MOS的电路符号；（c）P型MOS的电路符号SGD衬底N+N+（a）（b）（c）箭头方向是表示由P（衬底）指向N（沟道），符号中的断线表示当uGS＝0时，导电沟道不存在。

衬底引线A、当uGS=0v，如图所,NMOS管相当于在N与P衬底之间形成两个背靠背串联的PN结，所以iD=0耗尽层增强型场效应管增强型NMOS管的工作原理

增强型场效应管增强型NMOS管的工作原理耗尽层B、加正的uGS如图所示ⅰ）加UGs正电压后，在g与衬底之间产生纵向电场，→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层ⅱ）增加UGs纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道.ⅱi）加外加电压uDS，产生漏极电流iD。在刚刚产生iD时所对应的UGS称为开启电压，记为UGS(th)。N型反型层UGS增大→电场增强→沟道加宽→ID增大UGS减小→ID减小电压UGS控制漏极电流ID开始无导电沟道，当在UGS?UT时才形成沟道,这种类型的管子称为增强型MOS管

耗尽型场效应管N沟道耗尽型MOS场效应管与N沟道增强型MOS场效管工作原理类似，不同点在于：只不过在uGS＝0时，已经有了导电沟道。也就是在uGS＝0时，在外加UDs的作用下已经可以产生漏极电流iD。P型衬底(掺杂浓度低)BSG耗尽层N+N+（a）D通过调节UGS的大小来控制时ID，实现放大作用。UGS值可负，可正，可零。SGD衬底SGD衬底箭头方向表示由P（衬底）指向N（沟道），符号中的实线表示零栅压时，管子已有导电沟道。(3)之所以称为耗尽型,是因为当UGS为负,将使沟道中感应电荷减少(即耗尽的意思),从而使iD减少)，耗尽型MOS场效应管也有夹断电压UGS(off)和漏极饱和电流IDSS的概念。(1)在制造管子中，已经在SiO绝缘层中掺入大量的正离子，在uGS＝0时，可以吸引自由电子，形成反型层—N沟道，加上UDD时，可以产生iD(2)当uGS减少(为负)，iD减少，当uGS增加(为正)，iD增加.所以耗尽型MOS管可以负栅压、零栅压和正栅压下工作。

场效应管的主要参数、使用注意事项1.开启电压UT栅源电压小于开启电压的绝对值，场效应管不能导通2.夹断电压UP当uGS=UP时，漏极电流为零3.饱和漏极电流IDSS当uGS=0时所对应的漏极电流4.输入电阻RGS结型场效应管:RGS大于107ΩMOS场效应管:RGS可达109～1015Ω5.低频跨导gmUDS一定时，漏极电流的变化量与栅源电压变化量的比值反映了栅压对漏极电流的控制作用。单位是mS(毫西门子)

场效应管使用注意事项不要使栅极悬空，即使不用时，也要用金属导线将三个电极短接起来。焊接时，应把电烙铁断开电源后再行焊接，以免感应击穿栅极。结型场效应管栅压不能接反，否则PN结正偏，栅流过大，使管子损坏。可以用万用表测结型场效应管的PN结正、反电阻，但绝缘栅管不能用万用表直接去测三个电极，应该用接地良好的专门仪器才能测试管子的好坏。场效应管S和D极可以互换使用，但有些产品出厂时，已把S极和衬底连在一起，这时D、S就不能互换。

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