2022-2023学年高二物理竞赛课件：结型场效应三极管的特性曲线

结型场效应三极管的特性曲线 （1）输出特性曲线： iD=f（ uDS ）│uGS=常数 结型场效应三极管的特性曲线 uGS=0V uGS=-1V 继续 （2）转移特性曲线： iD=f（ uGS ）│uDS=常数 可根据输出特性曲线作出转移特性曲线。 例：作uDS=10V的一条转移特性曲线： IG 恒流区中iD的表达式：1 绝缘栅场效应管: 一、结构和电路符号 P N N G S D P型基底 两个N区 SiO2绝缘层 导电沟道 金属铝 N沟道增强型 继续 G S D N沟道增强型 源极 栅极 漏极 继续 vGS=0时 P N N G S D vGS vDS iD=0 D、S间相当于两个背靠背的PN结 S D B 不论D、S间有无电压，均无法导通，不能导电。 继续 P N N G S D VDS VGS vGS>0时 vGS足够大时（vGS>VGS(th)），形成电场G—B,把衬底中的电子吸引到上表面，除复合外，剩余的电子在上表面形成了N型层（反型层）为D、S间的导通提供了通道。 VGS(th)称为阈值电压(开启电压） 源极与衬底接在一起 N沟道 可以通过改变vGS的大小来控制iD的大小。 继续 MOS晶体管工作原理--简化 以NMOS晶体管为例 Vgs > 0 n+ n+ p类型基底 源极 栅极 漏极 Vgs Vds n+ 细化 8 当uGS＞0V时→纵向电场 →将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。 （2）工作原理 当uGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在d、s之间加上电压也不会形成电流，即管子截止。 再增加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，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id。 ①栅源电压uGS的控制作用 继续 定义： 开启电压（ UGS(th), UT）——刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。 N沟道增强型MOS管的基本特性： uGS ＜ UT，管子截止， uGS ＞UT，管子导通。 uGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压uDS作用下，漏极电流ID越大。 继续 ②漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用 当uGS＞UT，且固定为某一值时，来分析漏源电 压uDS对漏极电流ID的影响。（设UT=2V， uGS=4V） （a）uds=0时， id=0。 （b）uds ↑→id↑； 同时沟道靠漏区变窄。 (PN结反偏，耗尽层变宽) （c）当uds增加到一定值， 沟道靠漏区夹断，称为预夹断。 （d）uds再增加，预夹断区 加长， uds增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上， id基本不变。 继续 （3）特性曲线 四个区： （a）可变电阻区（预夹断前）。 ①输出特性曲线：iD=f(uDS)uGS=const （b）恒流区也称饱和 区（预夹断 后）。 （c）夹断区（截止区）。 （d）击穿区。 可变电阻区 恒流区 截止区 击穿区 继续 $