a．输出特性
6
输出特性曲线
4
2
可 变 电 阻 区
放大区
0
10
20
截止区 上页 下页 后退
模拟电子技术基础
各区的特点： (1) 可变电阻区
6
可 变 4 电 阻 区 2
a. uDS较小，沟道尚未夹断
0 10
20
b. uDS ＜ uGS- |UGS(th)| c.管子相当于受uGS控制的压控电阻
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上页 下页 后退
模拟电子技术基础
栅源电容Cgs
(2) 极间电容 栅漏电容Cgd 漏源电容Cds 3. 极限参数 (1) 漏极最大允许耗散功率 PDSM (2) 最大漏极电流IDSM (3) 栅源击穿电压U（BR）GS
(4) 漏源击穿电压U（BR）DS
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模拟电子技术基础
例 在图示电路中，已知场效应管的 ； 问在下列三种情况下，管子分别工作在那个区？
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下页
后退
模拟电子技术基础
3.1 结型场效应管
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
N沟道JFET 结构示意图 SiO2 保护层
P+ N P+
s
g
d
上页
下页
后退
模拟电子技术基础
左右各引出一个电极 上下各引出一个电极
形成SiO2保护层
P+
以N型半导 体作衬底 两边扩散 两个高浓 度的P型区
N
P+
两边个引出一个电极 上页 下页 后退
模拟电子技术基础
源极S（source)
栅极G（gate)
漏极D（drine)
称为N沟 道JFET
符号
P+
N型导电沟
N
d
道
g
P+
s
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模拟电子技术基础
P沟道JFET 结构示意图
S
G
D
N+
符号
P型导电沟
d
P
道
g
s
N+
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模拟电子技术基础
N沟道结型场效应管 结型场效应管分 P沟道结型场效应管 3.1.2 结型场效应管的工作原理
当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示
上页
下页
后退
模拟电子技术基础
2．当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用 – S =0 G + D
P+
N型导电沟
N
道
P+
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模拟电子技术基础
a．0<uDS<|UGS(off)|
(a) 漏极电流iD≠0 uDS增大，iD增大。 (b) 沿沟道有电位梯度 (c)沿沟道PN结 反偏电压不同
(a) iD达到最大值 几乎不随uDS的增 大而变化
+ =0 G D
S
P+
N型导电沟
(b) 沟道夹 断区延长
N
道
P+
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模拟电子技术基础
当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用动画演示
上页
下页
后退
模拟电子技术基础
3．当uDS ≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用
a. uDS和uGS将一起 改变沟道的宽度 b.PN结在漏极端的 反偏电压最大。 uDG= uDS-uGS
– S =0 G
+ D
P+
N型导电沟
uDS 道
N
(d)沟道PN 结呈楔形
P+
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模拟电子技术基础
b．uDS=|UGS(off)| –
(a) iD达到最大值
+ =0 G
+ P+
S
D
(b) 沟道点夹 断(预夹断)
N型导电沟
•
N
道
P+
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模拟电子技术基础
c．uDS>|UGS(off)| –
(d) 噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单。
(e) 在大规模集成电路制造中得到了广泛的应用。
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模拟电子技术基础
场效应管的类型： 场效应管按结构可分为： 1. 结型场效应管，简称JFET (Junction Field Effect Transistor) 2. 绝缘栅型场效应管，简称IGFET (Isolated Gate Field Effect Transistor)
模拟电子技术基础
I DSS
当管子工作于恒流区时
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
I DSS iD uGS 0 V
uDS U GS(off)
称为零偏漏极电流
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模拟电子技术基础
3.1.4
结型场效应管的主要电参数
1．直流参数
(1) 夹断电压UGS(off)
0
10
20
截止区 上页 下页 后退
模拟电子技术基础
b．转移特性曲线
管子工作于放大区时函 数表达式
0
转移特性曲线
iD K [uGS - U GS(th) ]
2
式中，K为与管子有关的参数
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模拟电子技术基础
例 图示为某一增强型NMOS管的转移特性。试求其 相应的常数K值。 解 由图可知，该管的 UGS（th）= 2 V
模拟电子技术基础
(2) 放大区(饱和区、恒流区)
a. 沟道予夹断
b. uDS > uGS- |UGS(th)| c. iD几乎与uDS无关 d. iD只受uGS的控制
6
4
2
放大区
0
10
20
上页
下页
后退
模拟电子技术基础
(3) 截止区
6
a. uGS＜UGS(th)
4
b.沟道完全夹断 c. iD=0
2
D G
电路图
S
上页
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后退
模拟电子技术基础
1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用
=0 a．当uGS=0时
S G D
P+
沟道无变化 N型导电沟
N
道
P+
上页 下页 后退
模拟电子技术基础
b．UGS(off)<uGS<0
=0
S – + G D
(a) PN结加宽
(b) PN结主要 向N区扩展 (c) 导电 沟道变窄
3．当uGS > UGS(th） ,uDS>0时. –
S (a) 漏极电流iD>0 uDS增大，iD增大。
+
G
–
+
D
iD>0
N+
N+
(b) 沿沟道有电位梯度
uDS
P
上页 下页 后退
模拟电子技术基础
3．当uGS > UGS(th） ,uDS>0时. –
S (a) 漏极电流iD>0 uDS增大，iD增大。
（3） 在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。
在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。
上页 下页 后退
模拟电子技术基础
3.1.3
结型场效应管的伏安特性
+ + – –
在正常情况下，iG =0，管子无输入特性。
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模拟电子技术基础
1．输出特性（漏极特性）
+ +
当UGS = 8 V 时，ID = 2 mA
上页
吸引电子 形成耗尽层
下页 后退
模拟电子技术基础
当uGS =UGS(th)时
S
–
+
–
+
G
D
iD=0
N+
N+
P
出现反型层
上页
形成导电沟道
下页 后退
模拟电子技术基础
–
S
+
N沟道
iD=0
–
+
G
D
N+
N+
P
UGS(th)—开启电压 N沟道增强型MOS管，简称NMOS 上页 下页 后退
模拟电子技术基础
6
4
2
可 变 电 阻 区
–
–
放大区
特性曲线
0
10
20
截止区 上页 下页 后退
模拟电子技术基础
6
各区的特点： (1) 可变电阻区
可 变 电 阻 区
4
2
a. uDS较小，沟道尚未夹断 b. uDS ＜|UGS(off)| + uGS
0
10
20
c. 管子相当于受uGS控制的压控电阻
上页 下页 后退
模拟电子技术基础
+
G
–
+
D
iD>0
N+
N+
(b) 沿沟道有电位梯度 (c)不同点的电场强 度不同,左高右低
uDS
P
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模拟电子技术基础
3．当uGS > UGS(th） ,uDS>0时. –
S (a) 漏极电流iD>0 uDS增大，iD增大。
+
G
–
+
D
iD>0
N+
N+
(b) 沿沟道有电位梯度 (c)不同点的电场强 度不同,左高右低
– S –
+