2022-2023学年高二物理竞赛课件：P沟道场效应管

P沟道场效应管 2 P沟道场效应管 P沟道是N沟道的对偶型 使用时uGS、uDS的极性应与N沟道相反，电流的方向也与N沟道相反。 开启电压：结型场效应管， UGS(off)>0；增强型MOS管UGS(th)<0， 耗尽型MOS管，UGS(off)>0。 特性曲线：将N沟道对应曲线旋转180度 即得 g d s VGG VDD iD RD + △uI － + uO － 3 uDS iD O UGS=0 UGS(off)<0 N沟道，uDS>0，iD>0 uDS iD O UGS=0 UGS(off)>0 P沟道，uDS<0，iD<0 旋转180度 同样可得P沟道增强型MOS管，耗尽型MOS管的特性曲线 如图1.4.13。 4 工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性 uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＞0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＜0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ 5 场效应管的主要参数 一、直流参数 1.开启电压UGS(th)：是增强型MOS管的参数 2.夹断电压UGS(off)：是结型场效应管和耗尽型MOS管的参数 3.饱和漏极电流IDSS ：是结型场效应管的参数 二、交流参数 1.低频跨导gm 2.极间电容：场效应管三个电极之间存在的等效电容 4.直流输入电阻RGS(DC) ：栅源电压与栅极电流的之比。很大 6 三、极限参数 1.最大漏极电流IDM 2.击穿电压U(BR)DS 3.最大耗散功率PDM 7 例：已知某管子的输出特性曲线如图示，分析该管是什么类型的 管子（结型，绝缘栅型，增强型，耗尽型，N沟道，P沟道） uDS iD O 10V 4V 6V 8V 解： 根据iD的方向或uGS、uDS判断N沟道、P沟道 根据uGS(th)判断结型、增强型MOS、耗尽型MOS 因iD>0，uDS>0，故为N沟道 因uGS(th) =4V>0，故为增强型MOS 8 解： uI=0V时，uGS=0V<uGS(th)=4V，全夹断，iD=0，uO=15V uI=8V时，iD=1mA，uO=VDD-iDRD=15-1×5=10V uI=10V时， uGS=10V ，在恒流区，iD=2.2mA， uO=VDD-iDRD=15-2.2×5=4V ? ? ? 例：电路如图示，管子的输出特性曲线如图示，分析uI为0、8、 10V三种情况下uO分别为多少伏？ uDS/V iD/mA O 10V 4V 6V 8V 1 2 3 6 9 12 15 VDD=15V + uI - + uO - g s d iD 5k 9 但实际上，uGS=10V时的预夹断电压为uDS= uGS - uGS(th)=10 - 4=6V 说明管子未产生预夹断，工作在可变电阻区。iD<2.2mA d-s间等效电阻为： 所以： uDS/V iD/mA O 10V 4V 6V 8V 1 2 3 6 9 12 15 VDD=15V + uI - + uO - g s d iD 10 例：电路如图示，场效应管的夹断电压为UGS(off)= - 4V，饱和 漏极电流IDSS=4mA，试问：为保证负载电阻上的电流为恒流， RL的取值范围应为多少？ g d s iD RL VDD=12V 解：因uGS=0，故iD=IDSS=4mA 即： uDS=VDD-iDRL>4V 要使管子工作在恒流区， 需满足uDS>uGS-UGS(off)=4V 11 场效应管(FET)和双极型晶体管(BJT)比较 这两种管子有很大的不同，应用时请注意它们的特点。 导电机构： 一种载流子 （单极型） 工作控制方式 ： 压控 输入阻抗： 108～1012 放大能力： gm 小 工艺 ： 简单，易集成 使用： D—S 可置换 辐射光照温度特性： 好 抗干扰能力： 好 . FET BJT 导电机构 ： 多子、少子 （双极型） 工作控制方式 ： 流控 输入阻抗： 102～103 放大能力 ：  大 工艺： 复杂 使用： C—E不可置换 辐射光照温度特性： 不好 抗干扰能力 ： 差 12 习题（写在作业本上） P71: 1.13, 1.14, 1.15 思考题： P53 自测题： P67 新版（第5版） 第4版 习题（写在作业本上） P55: 1.13, 1.14 思考题： P45 自测题： P52 $