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《半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識場效應(yīng)管課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、項(xiàng)目0半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識1.4場效應(yīng)管場效應(yīng)晶體管（單極型）是利用電場效應(yīng)來控制電流的一種半導(dǎo)體器件，即是電壓控制元件。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，所以它的輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。結(jié)型場效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)不同場效應(yīng)管有兩種:絕緣柵型場效應(yīng)管本節(jié)僅介紹絕緣柵型場效應(yīng)管按工作狀態(tài)可分為：增強(qiáng)型和耗盡型兩類每類又有N溝道和P溝道之分11.2.1數(shù)字投音器場效應(yīng)管分成的JFET（結(jié)型場效應(yīng)管）和MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管）兩大類。場效應(yīng)管場效應(yīng)管有3個(gè)管腳：G—柵極（gate）D—漏極（drain）S—源
2、極（source）絕緣柵場效應(yīng)管漏極D柵極和其它電極及硅片之間是絕緣的，稱絕緣柵型場效應(yīng)管。金屬電極柵極G源極S1、N溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)SiO2絕緣層P型硅襯底高摻雜N區(qū)在P型襯擴(kuò)散兩種N型半導(dǎo)體。絕緣柵場效應(yīng)管GSD符號：由于柵極是絕緣的，柵極電流幾乎為零，輸入電阻很高，最高可達(dá)1015?。僅在漏極D和源極S之間加電壓不會導(dǎo)通。由于金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層目前常用二氧化硅，故又稱金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS場效應(yīng)管。Metal-Oxide-Semicnductor2、N溝道增強(qiáng)型管的工作原理由結(jié)構(gòu)圖可見，N
3、+型漏區(qū)和N+型源區(qū)之間被P型襯底隔開，漏極和源極之間是兩個(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵源電壓UGS=0時(shí)，不管漏極和源極之間所加電壓的極性如何，其中總有一個(gè)PN結(jié)是反向偏置的，反向電阻很高，漏極電流近似為零。SD絕緣柵場效應(yīng)管GP型硅襯底N+N+SDUGS+–當(dāng)UGS>0時(shí)，P型襯底中的電子受到電場力的吸引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層；N型導(dǎo)電溝道在漏極電源的作用下將產(chǎn)生漏極電流ID，管子導(dǎo)通。當(dāng)UGS>UGS（th）時(shí)，將出現(xiàn)N型導(dǎo)電溝道，將D-S連接起來。UGS愈高，導(dǎo)電溝道愈寬。UGS+–UDS+–GP型硅襯底N+N+SD有導(dǎo)電
4、溝道（1）轉(zhuǎn)移特性曲線：UDS一定時(shí)UGS與ID的關(guān)系無導(dǎo)電溝道開啟電壓UGS(th）UDSUGS/當(dāng)UGS＜UTh時(shí)，ID=0；當(dāng)UGS=UTh(圖中2V)時(shí)；管子開始導(dǎo)通；當(dāng)UGS＞UTh時(shí)，ID隨UGS的增大而增大。ID/mAUDS/VoUGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=4V漏極特性曲線恒流區(qū)可變電阻區(qū)夾斷區(qū)(2）輸出特性輸出特性是指在某一固定的UGS下，漏源電壓UDS與漏極電流ID之間的關(guān)系a.可變電阻區(qū)曲線呈上升趨勢，基本上可看做通過原點(diǎn)的一條直線，管子的漏－源之間可等效為一個(gè)電阻，此電阻的大小隨UGS而變，故稱為可
5、變電阻區(qū)。ID/mAUDS/VoUGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=4V漏極特性曲線恒流區(qū)可變電阻區(qū)夾斷區(qū)b.恒流區(qū)隨著UDS增大，曲線趨于平坦，ID不再隨UDS的增大而增大，故稱為恒流區(qū)。此時(shí)ID的大小只受UGS控制，體現(xiàn)了場效應(yīng)管電壓控制電流的放大作用。c.夾斷區(qū)特點(diǎn)是當(dāng)UGS＜UTh時(shí)，溝道消失，ID＝0。結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)（以N溝為例）兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道。三個(gè)電極：g：柵極d：漏極s：源極符號：N溝道P溝道場效應(yīng)管與三極管場效應(yīng)管三極管誰來控制“夾鉗”？N型結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）誰來控制
6、“夾鉗”？N型結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）誰來控制“夾鉗”？N型結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）特性曲線結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）（1）轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f(uGS)│uDS=常數(shù)UGSIDUGS(off)柵源截止電壓特性曲線結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）（2）輸出特性曲線：iD=f（uDS）│uGS=常數(shù)UDSIDUGS=0UGS=-1VUGS=-2VUGS=-3VUGS=-4V結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）特性曲線（2）輸出特性曲線：iD=f（uDS）│uGS=常數(shù)可變電阻區(qū)管子相當(dāng)于一個(gè)電阻器，阻值受UGS控制，稱為壓控電阻。截止區(qū)UGS=UGS（off
7、），ID≈0恒流區(qū)ID幾乎不隨UDS變化，只隨UGS變化。擊穿區(qū)結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）UGSIDUGS(off)UGS(off)N型P型
