2022-2023学年高二物理竞赛课件：结型场效应管的特性曲线

结型场效应管的特性曲线 20 五月 2023 模拟电子技术 2 结型场效应管的特性曲线 一、输出特性曲线 1. 可变电阻区 iD的大小同时受uGS 和uDS的控制。 uGD>UGSoff（或uDS<uGS-UGSoff） uGS>UGSoff 预夹断前所对应的区域。 uGS≤0， uDS≥0 20 五月 2023 模拟电子技术 3 由于夹断点与源极间的沟道长度略有缩短，呈现的沟道电阻值也就略有减小，且夹断点与源极间的电压不变。 D G S U DS U GS 沟道局部夹断 I D P P 几乎不变 (b) uGD<UGSoff（预夹断后） 结型场效应三极管漏源电压对沟道的控制作用.avi 20 五月 2023 模拟电子技术 4 D G S U DS U GS I D P P > 0 沟道预夹断 D G S (a)uGD>UGSoff（预夹断前） U DS I D ＞ 0 U GS P P 图3―4 uDS对导电沟道的影响 uGD=UGSoff（预夹断时） 纵向电场作用：在沟道造成楔型结构（上宽下窄） 20 五月 2023 模拟电子技术 5 当uDS很小时， uDS对沟道的影响可以忽略，沟道的宽度及相应的电阻值仅受uGS的控制。输出特性可近似为一组直线，此时，JFET可看成一个受uGS控制的可变线性电阻器（称为JFET的输出电阻）； 当uDS较大时， uDS对沟道的影响就不能忽略，致使输出特性曲线呈弯曲状。 20 五月 2023 模拟电子技术 6 2.恒流区 iD的大小几乎不受uDS的控制。 预夹断后所对应的区域。 uGD<UGSoff（或uDS>uGS-UGSoff） uGS>UGSoff (1)当UGSoff<uGS<0时，uGS变化，曲线平移，iD与uGS符合平方律关系， uGS对iD的控制能力很强。 (2) uGS固定，uDS增大，iD增大极小。 20 五月 2023 模拟电子技术 7 4.击穿区 随着uDS增大，靠近漏区的PN结反偏电压 uDG(=uDS-uGS)也随之增大。 当UGS<UGSoff时，沟道被全部夹断，iD=0，故此区为截止区。 3. 截止区 20 五月 2023 模拟电子技术 8 二、转移特性曲线 式中：IDSS——饱和电流，表示uGS=0时的iD值； UGSoff——夹断电压，表示uGS=UGSoff时iD为零。 恒流区中： uGS≤0， iD≥0 20 五月 2023 模拟电子技术 9 3―2 绝缘栅场效应管(IGFET) 栅极与沟道之间隔了一层很薄的绝缘体，其阻抗比JFET的反偏PN结的阻抗更大。功耗低，集成度高。 绝缘体一般为二氧化硅（SiO2），这种IGFET称为金属——氧化物——半导体场效应管，用符号MOSFET表示（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。此外，还有以氮化硅为绝缘体的MNSFET等。 一、简介 20 五月 2023 模拟电子技术 10 MOSFET N沟道 P沟道 增强型 N-EMOSFET 耗尽型 增强型 耗尽型 N-DMOSFET P-EMOSFET P-DMOSFET 二、分类 20 五月 2023 模拟电子技术 11 3―2―1 绝缘栅场效应管的结构 3―2―2 N沟道增强型MOSFET (Enhancement NMOSFET) 一、导电沟道的形成及工作原理 UGS=0，导电沟道未形成 PN结(耗尽层) N ＋ N ＋ P型衬底 D S G 20 五月 2023 模拟电子技术 12 B (a) UGS<UGSth，导电沟道未形成 N ＋ U GS N ＋ PN 结 ( 耗尽层 ) P 型衬底 图3―6 N沟道增强型MOS场效应管的沟道形成及符号 开启电压：UGSth D S G $