电子技术(模电部分-第4章(潘)场效应管放大器

第四

章效场应管放器

大● 场应管：效● 器件形：外场效晶体应三管极是一由种流载(子多子导 电的)用、入电输压控输出制流的半导体电器件， 有输入具抗阻，高温稳定性好的度点。特

导电●通沟：从与参导电的载子来流划，它分自由电子导 有的N沟电器道和件空导电的穴沟P道器件。 ●分： 按照场效类三应管的结构划分，极有结型场效应 管和缘绝型场栅效管应两大。类

.1 4结场效应管:型.411.结构 和工原理作一、 构 结底 ：基N半导型体漏D极 G栅P极N两边是P区P

P结(耗N尽)层电沟导道源极S

符

号：D 极漏栅G P极 PN

沟道N型结效应管场 DG S极 D漏极源G 栅()极 N PN S P沟道结型场效应管D G

S源极S

二、作工理原以(N道为沟例)当UDS= 0 时V:* 若GU = 0,S道较宽沟沟，电阻道小D

N PP*若 入加UG S<,P0结N偏反，尽层耗厚变沟道变窄，道沟阻电增大G

*若US =GV P (断电夹压时沟)夹断道，沟道阻很电大

沟夹断时道(断夹压电V), PGU 但S 当UGS |较小时|耗，尽宽 区U||越 ,则大耗尽越区 SG耗尽 区碰一到起D,S被间 夹有限度存在，导沟道。电宽 导，电沟越窄。 道DS 断，时这，使即UD S 0V , 间S相当于性电线。阻 极漏流电DI0A= 。加U入G使沟道S窄，变类型效应管该为耗尽型称

漏电源V压S对DD的i影 * 响栅在源加间压电GV,S漏间源电加VDS压。于由漏间源一电有位度V梯D 漏S耗端层尽所的反偏电压为VG受=VDG-VDSS源端耗层所受的反尽电偏压为GV=VGSD使近漏端的靠耗层尽源端比， 沟厚道源端比，窄VD故S对道沟影的 响不是匀均，的使沟道呈楔，形沟 夹断前，i道D 与v DS 似近呈线性 系。 关V随D增S大，这不均匀性越种明显 。V当D增加到使VGDSVG=-SVD =SP V时， 紧靠漏极在出处预现断点夹 当V。SD继续增加，时夹预区向源断方极伸长。向阻电大增 使，DSV加增不能使极也增大漏漏极电流 iD, 于趋饱。和

4..12伏安 特性线及曲数1、参输特出曲性：线 D i f(VD S )V (1)可电变区阻条：件端源漏与沟端道不夹断都G SC

V V V 点特 :()1当vSG为定 时,值V

GS VP

SD

GSP

管 子漏源间的线性呈阻，且电 其阻受值 GvS控制 ( ,D i 是vS 的D性线函数。 (2)管)压vDS 降很小。用:做途控压性电阻和线无触的、闭点合态的电状子关开

。()恒流2区：又(称和区饱放或区)大 条: (件1)源端沟未道夹断2)(漏沟端道予断夹

VSG VP

(画动-6)

2 DV S V G S PV特:点 () 1控受：性输入 压 v电S G制控出电输流i

D DISS 1 v GSV

2P

2) (流恒性：出输电

流

iD基

本不上受输电压出 DSv的 影。 用响:途可 放大做和恒器流源

(。3夹)区断：条件 :整个沟道夹断都

VD

GSV

P特点：i 0 途：用无触点做的 、通接态的状子电关开 (4)击穿。 区漏源当电增压大 V到 V 时 ,端P漏结N发 雪崩生穿，击iD使剧 增区的。其值一域般为 20( —5)0V之。由于V间DG=VGS-DVS,故vG 越S负，对 应的V就越P小。管不子在击能区穿作。工DS( B R) D S

、转移2特性曲线i

D

f(VSG) V

SD

C 输入电压VSG对出输极漏流电DI的控

制i / Dv G S Q iDd / dGvS Q g m m

s

型场结应效管的特小结性N沟 道 耗尽 型结型 场 效 P 应 沟 道管耗 尽型

4.3金 -属化物氧-半导体效应场管绝缘型栅场应效(管Met laO ixed Smeicodunctro )— —OMSEF 类型及其T号: 符增型 (N强道、沟P沟),道VG =0S 时无导电道沟，D=0

i尽型 (耗沟道、PN沟道),GS=V0时 有已导沟电道。

沟N 道沟P道增强型

N 沟 道沟道 P耗尽

4.型.3 N沟1增强道型缘栅绝场应效管1、结金构 栅极和其它电属极及 片之间是绝硅缘的，称 缘绝栅型效 场应。绝管层目前常 用二氧缘化硅，故又称 属-金化物氧-导半 场效应管，简称体OMS 效场管应。

源极S 栅极 漏GD 极iOS2绝缘 层属金电极

型P衬底硅掺高杂区N

由于极是绝栅的，缘极栅流电乎为几零输入电阻很高，,高最 可达014 1

。2、

沟道增N强型场效管的工应作原理1(.)栅 电源V压G的S制作用 当控VS=0VG,因为漏时源之 被两间个背背的 P靠N隔结离因 此，即，在使D、S之间加上电, 压在、D间S也可能形成电流不 。 当<VG0S<VT( 启电开)时压，通过栅极和底衬的间电容用作，栅将极下P方衬底型 表的层空向下穴斥排，时，同两使N个和区衬中底 自的由电子吸向衬底层表并与，穴复合而空消失， 果结衬底表在面成形薄层负离一的子尽层耗。源间漏仍无 流载子通道。的子仍管不导通，处于能截止状态

。沟道N强增型效场管应的工原理当作GS>VV时，T底中衬电子的进一步被至栅极吸下方的型P 衬底表层使衬，表底中的层 自电子数量由于大穴数量，空 该层转薄换N型为导半，体称

为V

D

SDI反型层。形成N源区N漏区到的型N道。把沟开形成反型始的V层SG称为值管该开的启 电压T。这时V若，漏源间加电压在V S,D就产生能 极漏流 I D电即，管开启。 V子G值越S大，沟内道自电子 由多越，沟电阻越道，小同样在 VDS电压 作下用，I D 大。这越样就实，现输入电了 VG压S 输对电流 出 I D控 的。制

栅源压VGS对电极电流ID漏的制控作

用2 .漏电压VD源对沟S导道能力的电影响

当VSGV>T且定固为值的情某况下若，漏源间给加正 电VDS则压区源自的由子将沿电沟道漂移着到漏，形区漏极成电流ID,当 I从DD S 流沟过时道，途会沿生压降产，进

而导 沿着致沟长道上栅度极沟与间的电道分压布均匀。源极不端 电最压，大VGS 为，由此感的生沟道最；深离源开极，越向漏 极端靠近，则栅—端沟间电压的线性降下由它们感，的生沟道越 来浅；越直漏到端极，栅 漏间电最压，其值为： VGD=小GV-SVS D,由 此 感生 沟的道也最。浅见可，在VSD 用下作电沟道导深的度是不均匀，的沟道呈 形锥布。若V分SD进一步大，直增 至VDGVT,即V=S-VGS=VDTV或D=SGSV-TV时 则漏端，沟道消失，现预夹断出。点A