Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

模拟电子技术基础 李思光.

Similar presentations


Presentation on theme: "模拟电子技术基础 李思光."— Presentation transcript:

1 模拟电子技术基础 李思光

2 第一章 常用半导体器件 § 1.1 半导体的基础知识 § 1.2 半导体二极管 § 1.3 双极型晶体管 § 1.4 场效应管

3 §1.1 半导体的基础知识 一、本征半导体 1、导体、半导体和绝缘体
纯净的具有晶体结构的半导体 1、导体、半导体和绝缘体 导体:自然界中很容易导电的物质称为导体,金属一般都是导体(电阻率10-6~10-3㎝)。 绝缘体:有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡皮、陶瓷、塑料和石英(电阻率109~1020㎝) 。 半导体:另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等(电阻率10-3~109㎝) 。

4 半导体导电特性: 当受外界热和光的作用时,它的导电能 力明显变化--热敏性或光敏性。 往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使 它的导电能力明显改变--掺杂性。

5 本征半导体原子结构 硅和锗,它们的最外层电子(价电子)都是四个。 Ge Si 通过一定的工艺过程,可以将半导体制成晶体。

6 本征半导体晶体结构 共价键,共用一对价电子。

7 2、本征半导体的导电机理 载流子、自由电子和空穴
在绝对0度(T=0K)和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,本征半导体中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为 0,相当于绝缘体。 在常温下,由于热激发,使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚,成为自由电子,同时共价键上留下一个空位,称为空穴。 运载电荷的粒子称为载流子。

8 本征半导体的导电机理 在其它力的作用下,空穴吸引附近的电子来填补,这样的结果相当于空穴的迁移,而空穴的迁移相当于正电荷的移动,因此可以认为空穴是载流子。

9 本征半导体中电流由两部分组成: 1. 自由电子移动产生的电子电流。 2. 空穴移动产生的空穴电流。 电子空穴对的复合:自由电子能量损失,被空穴俘获,成对消失。最终热激发和复合达到动态平衡 温度越高,载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强,温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素,这是半导体的一大特点。

10 二、 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量的杂质(元素)得到。根据掺入其他元素的不同分为 N 型半导体: 掺入元素:
少数载流子:(原因) 多数载流子: P 型半导体: 掺入元素: 少数载流子: 多数载流子:

11 杂质半导体的示意表示法 杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系,起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。 +
P 型半导体 + N 型半导体 杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系,起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。

12 三、 PN结 在同一片半导体基片上,分别制造P 型半导体和N 型半导体,经过载流子的扩散,在它们的交界面处就形成了PN 结。
扩散运动: 漂移运动:

13 三、 PN结 空间电荷区(耗尽层、势垒区) 扩散运动与漂移运动达到动态平衡

14 2、 PN结的单向导电性 PN 结加上正向电压、正向偏置的意思都是: P 区加正、N 区加负电压。

15 (1)PN 结正向偏置---正向导通 形成较大正向电流,PN结压降只有0.6~0.8V硅(锗0.1~0.3V),正向电阻小

16 (2)PN 结反向偏置---反向截止 形成很小反向电流,很大的反向电阻

17 3、 PN结的电流方程 理论分析表明: 其中: 称为温度电压当量。 称为反向饱和电流。 称为正向特性。 称为反向特性。

18 4、伏安特性 正向特性 反向特性 反向击穿特性:

19 5、 PN的极间电容 PN结存在有电容,此电容由两部分组成:势垒电容Cb和扩散电容Cd。

20 5、 PN结的电容效应 PN结存在有电容,此电容由两部分组成:势垒电容Cb和扩散电容Cd。
扩散电容: PN结外加的正向电压变化时,在扩散路程中载流子的浓度及其梯度均有变化,也有电荷的积累和释放的过程,其等效电容称为扩散电容Cd。 。 结电容:

21 PN结高频小信号时的等效电路: rd Cb在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时,由于载流子数目很少,扩散电容可忽略。
势垒电容和扩散电容的综合效应 结电容不是常量!若PN结外加电压频率高到一定程度,则失去单向导电性!

22 1.2 半导体二极管 1.2.1半导体二极管的几种常见结构 PN 结加上管壳和引线,就成为半导体二极管。 二极管的几种外形 小功率二极管
大功率二极管 稳压 二极管 发光

23 点接触型:结面积小,结电容小,故结允许的电流小,最高工作频率高。
面接触型:结面积大,结电容大,故结允许的电流大,最高工作频率低。 平面型:结面积可小、可大,小的工作频率高,大的结允许的电流大。

24 1.2.2二极管的伏安特性 一、二极管和PN结伏安特性的区别 二极管方程 材料 开启电压 导通电压 反向饱和电流 硅Si 0.5V
击穿电压 反向饱和电流 开启电压 二极管方程 材料 开启电压 导通电压 反向饱和电流 硅Si 0.5V 0.5~0.8V 1µA以下 锗Ge 0.1V 0.1~0.3V 几十µA

25 二、温度对二极管伏安特性的影响-温度敏感
1.温度每升高1℃,正向压降减小2~2.5mV; 2.温度每升高10℃,反向电流约增大一倍;

26 1.2.4二极管的等效电路 在一定的条件下,用线性元件所构成的电路来近似模拟二极管的特性,并用之取代电路中的二极管。能够模拟二极管特性的电路称为二极管的等效电路,也称为二极管的等效模型。 一、由伏安特性折线化得到的等效电路 1.理想二极管等效电路 2.理想二极管与恒压源串联的等效电路 3.折线等效电路

27 1. 将伏安特性折线化 应根据不同情况选择不同的等效电路! ? 管压降折线模型--------内阻 理想 二极管 理想开关
导通时 UD=0截止时IS=0 管压降模型 导通时UD=Uon 截止时IS=0 应根据不同情况选择不同的等效电路! 100V?5V?1V?

28 二、 微变等效电路 当二极管在静态基础上有一动态信号作用时,则可将二极管等效为一个电阻,称为动态电阻,也就是微变等效电路。
ui=0时直流电源作用 小信号作用 Q越高,rd越小。 静态电流

29

30 二极管的应用举例1:二极管半波整流 RL ui uo ui uo t

31 二极管的应用举例2: t ui uR uo R RL ui uR uo

32 1.2.3二极管的主要参数 1. 最大整流电流 IF 2. 反向击穿电压U(BR) 二极管长期使用时,允许流过二极管的最大正向平均电流。
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增,二极管的单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压UR一般是U(BR)的一半。

33 3. 反向电流 IR 指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大,说明管子的单向导电性差,因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响,温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小,锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。 4. 最高工作频率fM 二极管的上限频率

34 讨论:解决两个问题 如何判断二极管的工作状态? 什么情况下应选用二极管的什么等效电路? 对V和Ui二极管的模型有什么不同?
V与uD可比,则需图解: ID 实测特性 Q uD=V-iR UD

35 1.2.5、稳压二极管 1. 伏安特性 由一个PN结组成,反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变,为稳定电压。
限流电阻 1. 伏安特性 由一个PN结组成,反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变,为稳定电压。 斜率? 进入稳压区的最小电流 不至于损坏的最大电流 若稳压管的电流太小则不稳压,若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏,因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻!

36 二、 稳压管的主要参数 (1)稳定电压UZ (2)电压温度系数U(%/℃) 表示温度每变化1 ℃稳压值的变化量。 (3)动态电阻
(4)稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。 (5)最大允许功耗

37 要求当输入电压由正常值发生20%波动时,负载电压基本不变。 负载电阻
uo iZ DZ R iL i ui RL 稳压二极管的应用举例 稳压管的技术参数: 要求当输入电压由正常值发生20%波动时,负载电压基本不变。 负载电阻 求:电阻R和输入电压 ui 的正常值。 解:令输入电压达到上限时,流过稳压管的电流为Izmax 。 ——方程1

38 uo iZ DZ R iL i ui RL 令输入电压降到下限时,流过稳压管的电流为Izmin 。 ——方程2 联立方程1、2,可解得:

39

40 其它类型二极管 一、 发光二极管 有正向电流流过时,发出一定波长范围的光,目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光,它的电特性与一般二极管类似。

41 二、 光电二极管 是一种远红外接收管,光能与电能进行转换的器件。反向电流随光照强度的增加而上升。

42 外加反向电压,无光照时的反相电流---暗电流 在反向电压下受到光照而产生的电流---光电流(受入射照度的控制)
无光照,普通二极管 光电池特性 外加反向电压,无光照时的反相电流---暗电流 在反向电压下受到光照而产生的电流---光电流(受入射照度的控制) 照度一定时,光电二极管可等效成恒流源。照度愈大,光电流愈大,光电流大于几十微安时与照度呈线性关系。 应用:遥控、报警及光电传感器中。

43 其他特殊二极管 变容二极管(PN结势垒电容):电子调谐、频率自动控制、调频调幅、调相和滤波
B910 变容二极管(PN结势垒电容):电子调谐、频率自动控制、调频调幅、调相和滤波 隧道二极管(高掺杂材料的PN结隧道效应):振荡、过载保护 肖特基二极管(利用金属与半导体之间的接触势垒而制成。正向导通压降小):微波混频、检测 1N60

44 例题

45 思考题

46 §1.3 双极型晶体管 一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响
五、主要参数

47 BJT---Bipolar Junction Transistor
两种载流子参与导电,称之为双极型三极管(半导体三极管、晶体管) 为什么有孔? 小功率管 大功率管 中功率管

48 一、晶体管的结构及类型 在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,构成三极管。 集电极 基极 发射极 集电极 NPN型 PNP型
b e c 集电区:面积大 N P P N 基区:很薄且掺杂浓度很低 基极 发射区:掺杂浓度很高 制造工艺特点 具有放大作用的外部条件 发射极

49 b e c N P 基极 发射极 集电极 集电结 发射结 晶体管有三个区、 两个PN结、三个极。

50 二、 晶体管的电流放大作用 c N b VCC P Rb e IE VBB 1、晶体管内部载流子的运动 IBN
外部条件:发射结正偏,发射结反偏 b e c N P 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 VCC IBN IE Rb 发射结加正向电压,扩散运动形成发射极电子流IEN 扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成基极电子流。 VBB

51 IC=ICN+ICBOICN b e c N P ICN VCC IE RB VBB
IBN IE RB VBB

52 2、晶体管的电流分配关系 IE= IEN +IEP IB= IBN -ICBO IEN= IBN +ICN= IB +IC
IC=ICN+ICBO ICN

53 3、晶体管的共射电流放大系数 ICN与IBN 之比称为电流放大倍数
穿透电流 要使三极管能放大电流,必须使发射结正偏,集电结反偏。

54 晶体管的共基电流放大系数 交流电流放大系数

55 三、晶体管的共射特性曲线 IC 实验线路 mA IB A VCC V Rb V UCE UBE VBB

56 1、输入特性曲线 IB(A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE =0.5V UCE=0V UCE 1V
工作压降: 硅管UBE0.6~0.8V,锗管UBE0.1~0.3V。 死区电压,硅管0.5V,锗管0.2V。

57 问题 为什么像PN结的伏安特性? 为什么UCE增大曲线右移? 为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了?
对于小功率晶体管,UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。

58 2、输出特性曲线 IC(mA ) 1 2 3 4 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A UCE(V) 3 6 9
当UCE大于一定的数值时,IC只与IB有关,IC=IB。 此区域满足IC=IB称为线性区(放大区)。 UCE(V) 3 6 9 12

59 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 6 9 12 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A
此区域中UCEUBE,集电结正偏,IB>IC,UCE<0.3V称为饱和区。

60 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 6 9 12 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A
此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE< 死区电压,称为截止区。

61 输出特性三个区域的特点: 放大区:发射结正偏,集电结反偏。 即: IC=IB , 且 IC =  IB
(2) 饱和区:发射结正偏,集电结正偏。 即:UCEUBE , IB>IC,UCES0.3V (3) 截止区:发射结反偏,集电结反偏。      即:UBE< 死区电压, IB=0 , IC=ICEO 0

62 当VBB= = -2V时: IC最大饱和电流: IB=0 , IC=0 Q位于截止区 例: =50, VCC =12V,
Rb =70k, Rc =6k 当VBB= -2V,2V,5V时, 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区? 当VBB= = -2V时: IC最大饱和电流: IB=0 , IC=0 Q位于截止区

63 IC< ICmax (=2mA) , Q位于放大区。
例: =50, VCC =12V, Rb =70k, Rc =6k 当VBB= -2V,2V,5V时, 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区? VBB =2V时: IC< ICmax (=2mA) , Q位于放大区。

64 IC> Icmax(=2 mA), Q位于饱和区。(实际上,此时IC和IB 已不是的关系)
例: =50, VCC =12V, Rb =70k, Rc =6k 当VBB= -2V,2V,5V时, 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区? VBB =5V时: IC> Icmax(=2 mA), Q位于饱和区。(实际上,此时IC和IB 已不是的关系)

65 四、温度对晶体管特性及参数的影响 1、温度对ICBO的影响 2、温度对输入特性的影响
实验证明,温度每升高10℃, ICBO增加约一倍;反之,当温度降低时ICBO减小。另外,硅管比锗管受温度的影响要小得多。 2、温度对输入特性的影响 实验证明,温度每升高1℃, UBE大约下降2~2.5mV。

66 3、温度对输出特性的影响 温度升高1℃, 增加0.5~1%。 IC

67 五、晶体管的主要参数 1. 电流放大倍数和  前面的电路中,三极管的发射极是输入输出的公共点,称为共射接法,相应地还有共基、共集接法。
1. 电流放大倍数和  前面的电路中,三极管的发射极是输入输出的公共点,称为共射接法,相应地还有共基、共集接法。 共射直流电流放大倍数: 工作于动态的三极管,真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB,相应的集电极电流变化为IC,则交流电流放大倍数为:

68 例:UCE=6V时:IB = 40 A, IC =1.5 mA; IB = 60 A, IC =2.3 mA。
在以后的计算中,一般作近似处理: =

69 2.集-基极反向截止电流ICBO ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流,受温度的变化影响。 A ICBO

70 3. 集-射极反向截止电流ICEO ICEO= (1+ ) ICBO C  ICBO N B P N IEP E
根据放大关系,由于ICBO的存在,必有电流 ICBO 。 ICBO进入N区,形成IEP E

71 4.集电极最大电流ICM 5.集-射极反向击穿电压
集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降,当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。 5.集-射极反向击穿电压 当集---射极之间的电压UCE超过一定的数值时,三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。

72 6. 集电极最大允许功耗PCM IC ICM ICUCE=PCM PC =ICUCE PCPCM UCE U(BR)CEO 安全工作区
流过三极管, 所发出的焦耳 热为: IC UCE ICM ICUCE=PCM PC =ICUCE 必定导致结温 上升,所以PC 有限制。 U(BR)CEO PCPCM

73 7. 特征频率fT   电流放大系数下降到1时的信号频率称为特征频率。

74 例题1.3.1

75 例题1.3.2 2

76 六、光电三极管 原理:依据光照的强度来控制集电极电流的大小。 功能:等同于一直光电二极管与一只晶体管相连,仅引出集电极与发射极。
暗电流:没有光照时的集电极电流ICEO。比光电二极管的暗电流约大两倍。温度每上升25oC,ICEO上升10倍。 光电流:有光照时的集电极电流ICEO,uCE足够大时,iC几乎仅仅取决于入射光强。

77

78 讨论一 uCE=1V时的iC就是ICM 2.7 U(BR)CEO 由图示特性求出PCM、ICM、U (BR)CEO 、β。

79 讨论二:利用Multisim测试晶体管的输出特性

80 讨论三 利用Multisim分析图示电路在V2小于何值时晶体管截止、大于何值时晶体管饱和。
描述输出电压与输出电压之间函数关系的曲线,称为电压传输特性。

81 §1.4 场效应管--FET 一、场效应管 二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法 三、场效应管放大电路的动态分析

82 §1.4 场效应管--FET FET控制原理:利用输入回路的电场效应来控制输出回路电路。是电场控制器件。 特点:
单极型晶体管(一种载流子参与导电),体积小,重量轻,寿命长。高输入阻抗,噪声低,热稳定性好,抗辐射能力强,功耗低 种类: 结型场效应管JFET 绝缘栅型场效应管IGMOS 耗尽型场效应管和增强型场效应管

83 一、 结型场效应管 结构符号: d g s N沟道和P沟道两种
在同一块N型半导体上制作两个高掺杂P型区,连接在一起引出电极称为栅极(g),N型半导体的两端分别引出电极,一个称为漏极(d),一个称为源极(s)。漏极与源极之间的非耗尽层区域称为导电沟道。 d漏极 P+ g栅极 d g s s源极

84 实际结构

85 一、 结型场效应管 1、结型场效应管的工作原理 符号:N沟道结型 N沟道结型场效应管 D漏极 D D N G(栅极) G G P S S

86 符号:P沟道结型 P N G(栅极) S源极 D漏极 P沟道结型场效应管 D G S D G S

87 UDS=0V时 以P沟道为例分析 P G S D UDS UGS PN结反偏,UGS越大则耗尽区越宽,导电沟道越窄。 ID N N

88 但当UGS较小时,耗尽区宽度有限,存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。
UDS=0V时 UGS越大耗尽区越宽,沟道越窄,电阻越大。 P G S D UDS UGS N ID N

89 UGS达到一定值时(夹断电压UGS(off) ),耗尽区碰到一起,DS间被夹断,这时,即使UDS  0V,漏极电流ID=0A。
P UDS N G UGS S

90 UGS< UGS(off)且UDS>0、UGD< UGS(off)时耗尽区的形状
越靠近漏端,PN结反压越大 P G S D UDS UGS ID N

91 UGS< UGS(off)且UDS较大时UGD< UGS(off)时耗尽区的形状
沟道中仍是电阻特性,但是是非线性电阻。 P G S D UDS UGS ID N

92 UGS< UGS(off) UGD= UGS(off)时
漏极的沟道被夹断,称为予夹断。 G S D UDS UGS ID UDS增大则被夹断区向下延伸。 N

93 UGS< UGS(off) UGD= UGS(off)时
此时,电流ID由未被夹断区域中的载流子形成,基本不随UDS的增加而增加,呈恒流特性。 G S D UDS UGS ID N

94 1.输出特性曲线 二、结型场效应管的特性曲线 夹断区 ID U DS 5V 4V 恒流区 3V 2V 可变电阻区 1V UGS=0V
一定UGS下的ID-UDS曲线 二、结型场效应管的特性曲线 夹断区 ID U DS 予夹断曲线 可变电阻区 2V UGS=0V 1V 3V 4V 5V 恒流区

95 2.转移特性曲线 一定UDS下的ID-UGS曲线 ID IDSS UGS(off) UGS 夹断电压 饱和漏极电流

96 N沟道结型场效应管的特性曲线 转移特性曲线 ID IDSS UGS(off) UGS

97 N沟道结型场效应管的特性曲线 输出特性曲线 ID U DS UGS=0V -1V -3V -4V -5V

98 结型场效应管的缺点: 绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。 1. 栅源极间的电阻虽然可达107以上,但在某些场合仍嫌不够高。
2. 在高温下,PN结的反向电流增大,栅源极间的电阻会显著下降。 3. 栅源极间的PN结加正向电压时,将出现较大的栅极电流。 绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。

99 1.4.2 绝缘栅场效应管: 一、结构和电路符号 P N G S D 金属铝 G S D 两个N区 P型基底 SiO2绝缘层 导电沟道
绝缘栅场效应管: 一、结构和电路符号 P N G S D 金属铝 G S D 两个N区 P型基底 SiO2绝缘层 导电沟道 N沟道增强型

100 P N G S D G S D 予埋了导电沟道 N 沟道耗尽型

101 G S D N P G S D P 沟道增强型

102 N P G S D G S D 予埋了导电沟道 P 沟道耗尽型

103 二、MOS管的工作原理 ID=0 以N 沟道增强型为例 UGS=0时 UDS UGS 对应截止区 P N G S D
D-S 间相当于两个反接的PN结

104 UGS>0时 感应出电子 UGS足够大时(UGS> UGS(th) )感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。
P N G S D UDS UGS 感应出电子 UGS(th)称为开启电压

105 UGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,UGS越大此电阻越小。
P N G S D UDS UGS

106 当UDS不太大时,导电沟道在两个N区间是均匀的。
P N G S D UDS UGS 当UDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。

107 UDS增加,UGD= UGS(th) 时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。
P N G S D UDS UGS 夹断后,即使UDS 继续增加,ID仍呈恒流特性。 ID

108 三、增强型N沟道MOS管的特性曲线 转移特性曲线 ID UGS UGS(th)

109 输出特性曲线 ID U DS UGS>0

110 四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线 耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道,加反向电压才能夹断。 ID 转移特性曲线 UGS
UGS(th)

111 输出特性曲线 ID U DS UGS>0 UGS=0 UGS<0

112

113

114

115

116

117 一、场效应管(以N沟道为例) 单极型管∶噪声小、抗辐射能力强、低电压工作 1. 结型场效应管
场效应管有三个极:源极(s)、栅极(g)、漏极(d),对应于晶体管的e、b、c;有三个工作区域:截止区、恒流区、可变电阻区,对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。 1. 结型场效应管 栅极 漏极 源极 结构示意图 符号 导电沟道

118 栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用 沟道消失称为夹断 沟道最宽 沟道变窄 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压?
UGS(off) 沟道消失称为夹断 沟道最宽 沟道变窄 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压?

119 漏-源电压对漏极电流的影响 场效应管工作在恒流区的条件是什么? 预夹断 uGD>UGS(off) uGD=UGS(off)
uGS>UGS(off)且不变,VDD增大,iD增大。 VDD的增大,几乎全部用来克服沟道的电阻,iD几乎不变,进入恒流区,iD几乎仅仅决定于uGS。 场效应管工作在恒流区的条件是什么?

120 转移特性 场效应管工作在恒流区,因而uGS>UGS(off)且uGD<UGS(off)。 uDG>-UGS(off) 漏极饱和电流 夹断电压

121 输出特性 低频跨导: 不同型号的管子UGS(off)、IDSS将不同。 预夹断轨迹,uGD=UGS(off) IDSS
iD几乎仅决定于uGS 可变电阻区 g-s电压控制d-s的等效电阻 ΔiD 穿 夹断电压 低频跨导: 夹断区(截止区) 不同型号的管子UGS(off)、IDSS将不同。

122 2. 绝缘栅型场效应管 增强型管 uGS增大,反型层(导电沟道)将变厚变长。当反型层将两个N区相接时,形成导电沟道。 大到一定值才开启 衬底
2. 绝缘栅型场效应管 大到一定值才开启 增强型管 衬底 耗尽层 空穴 高掺杂 反型层 SiO2绝缘层 uGS增大,反型层(导电沟道)将变厚变长。当反型层将两个N区相接时,形成导电沟道。

123 uGS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻
增强型MOS管uDS对iD的影响 刚出现夹断 uGD=UGS(th),预夹断 iD几乎仅仅受控于uGS,恒流区 iD随uDS的增大而增大,可变电阻区 uGS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么?

124 耗尽型 MOS管 小到一定值才夹断 uGS=0时就存在导电沟道 加正离子 耗尽型MOS管在 uGS>0、 uGS <0、 uGS =0时均可导通,且与结型场效应管不同,由于SiO2绝缘层的存在,在uGS>0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。

125 MOS管的特性 1)增强型MOS管 开启电压 2)耗尽型MOS管 夹断电压

126 利用Multisim测试场效应管的输出特性
从输出特性曲线说明场效应管的哪些特点?


Download ppt "模拟电子技术基础 李思光."

Similar presentations


Ads by Google