2022-2023学年高二物理竞赛课件：MOS管高频小信号电路模型

MOS管高频小信号电路模型 MOS管高频小信号电路模型 高频应用时，需计及MOS管极间电容的影响，应采用如下高频等效电路模型。 栅源极间平板电容 漏源极间电容（漏衬与源衬之间的势垒电容） 栅漏极间平板电容密勒 gmvgs rds g d s id vgs - vds + + - Cds Cgd Cgs 图3-1-17(b) 2、非饱和区小信号模型。等效为一个电阻。 例3-1-3 已知：N-MOS，n=500，IDQ=1mA， =0.1，COXW/(2l)=3.1X10-8*100/2*10=0.155A/V2，=0.01，求：小信号模型各参数。 解： （3-1-19） （3-1-17） （3-1-16） （3-1-25） （3-1-7） （3-1-24） 电路符号及电流流向 S G U D ID S G U D ID U S G D ID S G U D ID N-EMOS N-DMOS P-DMOS P-EMOS 转移特性 ID VGS 0 VGS(th) ID VGS 0 VGS(th) ID VGS 0 VGS(th) ID VGS 0 VGS(th) 3.1.6 BSIM3 模型 3.1.7 场效应管器件小结 P127 3.1.7 六种场效应管的符号及伏安特性。 N-JFET管 P-JFET管 N-DMOS管 N-EMOS管 P-EMOS管 P-DMOS管 结型场效应管（JFET） ①N沟道管 ②P沟道管 结构、符号见后。 P-JFET与N-JFET工作原理类似。不同点：偏置电压极性、载流子类型。本书只讨论N-JFET。 类型 MOSFET利用VGS大小，来改变衬底表面感生电荷的多少，即改变导电沟道的深浅，从而控制漏极电流大小。 JFET利用PN结反向电压来控制耗尽层厚度，改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流大小。 N-JFET结构 N型导电沟道 漏极D(d) 沟道电阻 —— 长度、宽度、掺杂 P+ P+ 反偏的PN结 —— 反偏电压控制耗尽层 结构特点: 空间电荷区(耗尽层) 栅极G(g) N沟道 源极S(s) N型 阻挡层宽度，向低掺杂的N区扩展。 N沟道JFET管外部工作条件 VDS > 0 (保证栅漏PN结反偏) VGS < 0 (保证栅源PN结反偏) 3.2.1 JFET管工作原理 P + P + N G S D + VGS VDS + - ①VGS对沟道宽度的影响：若VDS=0 |VGS |  阻挡层宽度 若|VGS | 继续 沟道全夹断 使VGS =VGS (off)夹断电压 N G S D + VGS P + P + N型沟道宽度 沟道电阻Ron  VGS＜0 (反偏) 耗尽层加宽厚 |VGS | 增加 沟道变窄沟道电阻增大 沟道全夹断（夹断电压） |VGS| VGS(off)称为夹断电压。 VP g d s P+ N P+ 耗尽层 g d s P+ N P+ g d s P+ N P+ $