2022-2023学年高二物理竞赛课件：耗尽型MOS管的结构和符号

耗尽型MOS管的结构和符号 2 第四章 场效应管及其放大电路 耗尽型MOS管的结构和符号 P型衬底 N+ N+ 源极(S) 栅极(G) 漏极(D) 衬底电极(B) SiO2绝缘层 金属电极 金属电极 预埋沟道 + + + + + + + + + + + + + + + 源极(S) 栅极(G) 漏极(D) 衬底 (B) N沟道耗尽型MOSFET 掺入大量正离子 北华航天工业学院 3 N型衬底 P+ P+ 源极(S) 栅极(G) 漏极(D) 衬底电极(B) SiO2绝缘层 金属电极 金属电极 预埋沟道 - - - - - - - - - - 源极(S) 栅极(G) 漏极(D) 衬底 (B) P沟道耗尽型MOSFET 第四章 场效应管及其放大电路 北华航天工业学院 4 耗尽型MOS管与 结型场效应管结构相 似。不同之处在于N沟 道结型场效应管不允 许栅极(G)和源极(S)之 间加正偏电压。 而N 沟道耗尽型MOS管则 可以工作在VGS>0 的情况。 第四章 场效应管及其放大电路 P型衬底 N+ N+ 源极(S) 栅极(G) 漏极(D) 衬底电极(B) + + + + + + + + + + + + + + + 由于N沟道耗尽型MOS管在vGS=0时就有导电沟道，加反向电 压才能夹断。 北华航天工业学院 5 5. N沟道耗尽型MOS管的特性曲线 转移特性曲线 0 iD vGS VP 第四章 场效应管及其放大电路 iD v DS 0 vGS=0 vGS<0 vGS>0 输出特性曲线 北华航天工业学院 6 5. N沟道耗尽型MOS管的特性曲线 转移特性曲线 0 iD vGS VP 第四章 场效应管及其放大电路 iD v DS 0 vGS=0 vGS<0 vGS>0 输出特性曲线 结论：N沟道耗尽型MOS管可在或正、或负、或零的栅源电 压下工作，而且基本上无栅流，输入电阻较大。 北华航天工业学院 7 各种FET的比较（见173页表4.3.1） 第四章 场效应管及其放大电路 管子类型 结型 增强型MOS管 耗尽型MOS管 VGS极性 与VDS极性相反 与VDS极性相同 可零、可正、可负 沟道类型 N沟道 P沟道 VDS极性 VDS>0 VDS<0 iD的方向 iD>0 iD<0 （假设iD以流进漏极为正参考方向） 注意：增强型MOS管在VGS=0时，导电沟道不存在，即iD=0； 耗尽型MOS管在VGS=0时，导电沟道存在，即iD ≠ 0。 北华航天工业学院 8 FET的使用注意事项 有的衬底有外引线，一般N衬底（P沟道）的外引线接高电位，P衬底（N沟道）接低电位。 FET通常D、S可互换，如有的产品出厂时已在内部将衬底联线联好，这时D S不能互换。 JFET的栅源电压必须加反压。MOS管输入端不用时不能悬空。 焊接，运输，包装应注意。 第四章 场效应管及其放大电路 北华航天工业学院 9 绝缘栅型场效应管（MOSFET） 第四章 场效应管及其放大电路 4.2 场效应管放大电路的分析 4.3 主要内容 结型场效应管（JFET） 4.1 北华航天工业学院 10 4.3 场效应管放大电路 (1) 静态：建立适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区。 (2) 动态：能为交流信号提供通路。 组成原则： 静态分析：估算法、图解法。 动态分析：小信号模型等效电路法。 分析方法： 第四章 场效应管及其放大电路 北华航天工业学院 11 1、直流偏置电路及静态分析 （1）自偏压电路 构成电路的场效应管是耗尽型的JFET，所以电源接通后就有漏极电流ID，ID在RS上产生压降 ，由于Rg中没有电流，所以 。 这种偏置方式要求 时FET就有漏极电流，所以对于耗尽型FET适用，而不适用于增强型FET。 第四章 场效应管及其放大电路 4.3 场效应管放大电路 ----共源极放大电路 北华航天工业学院 12 （2）分压式自偏压电路 栅极电流近似为零，Rg3上无压降；Rg1和Rg2构成分压器。 这种偏置方式可用于增强型场效应管。 第四章 场效应管及其放大电路 ----共源极放大电路 北华航天工业学院 $