模电四川大学.pptx
《模电四川大学.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模电四川大学.pptx(65页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、P沟道沟道耗尽型耗尽型P沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道增强型增强型N沟道沟道N沟道沟道(耗尽型)(耗尽型)FET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型(IGFET)场效应管的分类:场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件,是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分,它有电子作为载流子的N N沟道器件和空穴作为载流子的P P沟道器件。第1页/共65页5.1 金属金属-氧化物氧化物-半导体半导体(MOS)场效应管)场效应管沟道增强型沟道增强型MOSFET的主要参数的主要参数沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET沟道沟道MOSFET沟道长度调制效应
2、沟道长度调制效应第2页/共65页沟道增强型沟道增强型MOSFET1.结构结构(N沟道)沟道)L:沟道长度W:沟道宽度tox:绝缘层厚度通常 W L 第3页/共65页剖面图符号D(Drain)为漏极,相当c;G(Gate)为栅极,相当b;S(Source)为源极,相当e。#符号中的箭头方向表示什么?符号中的箭头方向表示什么?第4页/共65页金属-氧化物-半导体(MOSMOS)场效应管(Metal Oxide(Metal Oxide Semiconductor FET)Semiconductor FET)。分为 增强型 :当V VGSGS=0=0时,不存在导电沟道 N N沟道、P P沟道 耗尽型:
3、当V VGSGS=0=0时,存在导电沟道 N N沟道、P P沟道第5页/共65页2.工作原理工作原理(1)vGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用当vGSGS=0=0时 无导电沟道,d、s间加电压时,也无电流产生。当00vGS GS V VT T)时,vDSDS iD D 沟道电位梯度 整个沟道呈楔形分布当vDS增加到使vGD=VT 时,在紧靠漏极处出现预夹断。在预夹断处:vDS=vGS-VT第7页/共65页预夹断后,vDSDS 夹断区延长沟道电阻 iD D基本不变第8页/共65页(3)vDS和和vGS同时作用时同时作用时 vDSDS一定,vGSGS变化时 给定一个vGS GS,就有一条不同的
4、iD D vDS DS 曲线。第9页/共65页3.V-I 特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程(1)输出特性及大信号特性方程)输出特性及大信号特性方程 截止区当vGSVT时,导电沟道尚未形成,iD0,为截止工作状态。第10页/共65页 可变电阻区 vDS(vGSVT)rdso是一个受vGS控制的可变电阻 式中Kn为电导常数,与场效应管的沟道长度,和宽度等参数有关,单位为mA/V2。第11页/共65页 饱和区(恒流区又称放大区)vGS GS VT,且vDSDS(v vGSGSVT)是vGSGS2 2VT时的iD D V V-I I 特性:第12页/共65页(2)转移特性)转移特性第1
5、3页/共65页沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET1.结构和工作原理简述结构和工作原理简述(N沟道)沟道)二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子 可以在正或负的栅源电压下工作,而且基本上无栅流第14页/共65页2.V-I 特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程 (N N沟道增强型)第15页/共65页沟道沟道MOSFET第16页/共65页沟道长度调制效应沟道长度调制效应实际上饱和区的曲线并不是平坦的L的单位为 m当不考虑沟道调制效应时,0 0,曲线是平坦的。修正后第17页/共65页 开启电压开启电压VGS(th)(或或VT)开启电压是开启电压是MOS增强型管的参数,栅源电压小于增强型管的参数,栅
6、源电压小于开启电压的绝对值开启电压的绝对值,场效应管不能导通。场效应管不能导通。夹断电压夹断电压VGS(off)(或或VP)夹断电压是耗尽型夹断电压是耗尽型FET的参数,当的参数,当VGS=VGS(off)时时,漏极电流为零。漏极电流为零。饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管耗尽型场效应三极管,当当VGS=0时所对应的漏极时所对应的漏极电流。电流。的主要参数的主要参数一、直流参数一、直流参数第18页/共65页 输入电阻RGS 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值,对于结型场效应三极管,反偏时RGS约大于107,对于绝缘栅型场效应三极管,RGS约是1091015。二、交流参数二、交
7、流参数低频跨导gm 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用,这一点与电子管的控制作用相似。gm可以在转 移特性曲线上求取,单位是mS(毫西门子)。第19页/共65页三、极限参数三、极限参数 1.1.最大漏极电流I IDMDM 2.2.最大耗散功率P PDMDM 3.3.最大漏源电压V V(BRBR)DSDS 4.4.最大栅源电压V V(BRBR)GSGS 第20页/共65页5.2 MOSFET放大电路放大电路放大电路放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算直流偏置及静态工作点的计算2.图解分析图解分析3.小信号模型分析小信号模型分析带带PMOS负载的负载的NMOS放大电路放大电路第21页/共65
8、页放大电路放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算直流偏置及静态工作点的计算(1)简单的共源极放大电路(N沟道)共源极放大电路直流通路第22页/共65页假设工作在饱和区,即验证是否满足如果不满足,则说明假设错误须满足VGS VT,否则工作在截止区再假设工作在可变电阻区即第23页/共65页假设工作在饱和区满足假设成立,结果即为所求。解:解:例:例:设Rg1=60k,Rg2=40k,Rd=15k,试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源电压VDSQ。VDD=5V,VT=1V,第24页/共65页(2)带源极电阻的NMOS共源极放大电路饱和区需要验证是否满足第25页/共65页静态时,vI0 0,VG 0 0
9、,ID I电流源偏置 VS VG VGS(饱和区)(3)电流源偏置共源极放大电路第26页/共65页2.图解分析图解分析由于负载开路,交流负载线与直流负载线相同 第27页/共65页3.小信号模型分析小信号模型分析(1)模型静态值(直流)动态值(交流)非线性失真项 当vgs 2(2(VGSQ-VT)时,第28页/共65页0 0时高频小信号模型式中gm=2Kn(VGSVT)第29页/共65页解:例的直流分析已求得:(2)放大电路分析(例)s第30页/共65页s第31页/共65页例共漏第32页/共65页第33页/共65页交流参数归纳如下交流参数归纳如下电压放大倍数输出电阻输入电阻 Ri=Rg1/Rg2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 四川大学
限制150内