模电(十)结型场效应管

文章目录

  • 场效应管
  • 结型场效应管(以N沟道为例)
    • N沟道管的符号
    • N沟道管结构
    • 结构示意图
    • 栅-源电压对导电沟道影响:
    • 漏-源电压对漏极电流的影响:
    • 转移特性
    • 输出特性
    • 低频跨导

场效应管

与晶体管的比较

场效应管 晶体管
s e
g b
d c
截止区 截止区
恒流区 放大
可变电阻区 饱和区

结型场效应管(以N沟道为例)

N沟道管的符号

模电(十)结型场效应管_第1张图片

N沟道管结构

模电(十)结型场效应管_第2张图片

结构示意图

模电(十)结型场效应管_第3张图片
在N型半导体上制出两个高掺杂的P区,并将它们连接在一起引出电极称栅极;N型半导体两端引出一个源极,一个漏极;P区与N区之间称耗尽层;漏极与源极之间非耗尽层,称导电沟道
通常,N沟道结型场效应管正常工作时,须在栅-源之间加反向电压u‘GS(<0);漏-源之间加正向电压u’DS。

栅-源电压对导电沟道影响:

漏源电压为零

  • 栅源电压为零时,耗尽层很窄,导电沟道很宽
    模电(十)结型场效应管_第4张图片
  • 栅源电压绝对值逐渐增大的过程,导电沟道逐渐变窄,耗尽层变宽

模电(十)结型场效应管_第5张图片

  • 栅源电压绝对值增大到某一数值,耗尽层闭合,沟道消失; 此时栅源电压的值称为夹断电压U‘GS(off)
    模电(十)结型场效应管_第6张图片
    结:栅源电压小于零,为了使g-s之间的内阻高和控制导电沟道的宽度

漏-源电压对漏极电流的影响:

栅源电压为大于夹断电压小于零之间某一确定的值时

  • 漏源电压为零,因d-e之间无电压,故漏极电流i‘D为零

在这里插入图片描述

  • g-d电压大于夹断电压【u‘GD>U’GS(off)且不变,随着V’DD的增大,i’D增大
    模电(十)结型场效应管_第7张图片
  • g-d电压等于夹断电压,漏极一端耗尽层出现夹断层;【u’GD=U’CS(off)预夹断】

模电(十)结型场效应管_第8张图片

  • g-d电压小于夹断电压,一方面,V’DD的增大,i’D也增大,另一方面,V’DD增大,夹断区沿着沟道方向越来越长,对i’D形成阻力,i’D减小【V’DD的增大全部用来克服沟道的电阻,i’D基本不变,进入恒流区;此时i’D几乎取决于栅源电压

模电(十)结型场效应管_第9张图片
结:场效应管工作在恒流区条件:g-s之间电压大于夹断电压且小于零;V’DD足够大,使g-d电压小于夹断电压

转移特性

在这里插入图片描述
模电(十)结型场效应管_第10张图片
工作在恒流区:u 'DG>-U’GS(off)且u’DS>u’GS-U’GS(off)
模电(十)结型场效应管_第11张图片

输出特性

在这里插入图片描述

模电(十)结型场效应管_第12张图片
不同型号的管子夹断电压,漏极饱和电流基本不同

低频跨导

在这里插入图片描述

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