结型场效应管特性（N沟道）

：当日事当当日毕

：通过讨论加强学习的深度

中间是一个N型区参杂了两个高浓度的P

栅极控制了两个P。

源端电压给0，看一看到图中天生就沟道。

如何控制呢？

给Ugs加反偏电压，越反偏，耗尽层就会越宽（扩散运动减小，束缚能力变强），沟道会变窄，最终会夹断（真夹断，就不导电了）。

上面的图就可以看出来，随着Ugs加的反向电压越来越大，耗尽层越来越宽，直到沟道彻底被夹断。

因此他在预夹断之前是一个可变电阻区，只要Ugs不变，可变电阻不变，Uds和Id成正比。

出现预夹断的时候，Id就不变了，进入恒流状态。此时，Id只和Ugs有关。几乎和耗尽型一样。

但是一个限定，如下图

绝缘栅型是没有这样的要求的。

为什么不能大于0，因为大于0，PN结就导通了。

导通以后，它的特性全就失去作用了。

不论是绝缘栅的Rds，还是这里的反偏Rds都是趋近于无穷大的。

只不过后者没有前者大。（存在一点反偏的饱和电流）

总结：结型场效应管绝对不能工作在Ugs>0的情况下。

结型场效应管的输入电阻（Rds）没有绝缘栅型高。（N沟道）

P沟道就是相反的，Ugs不能小于0，目的都是为了不让PN结导通。

好处：不容易坏。

绝缘栅的容易损坏，因为那层二氧化硅特别薄，所以特别小的感应电流都可以击穿它。有一点点电荷都可以形成较高电压，形成电场，将其击穿。

因此两者不存在谁替代谁。

场效应管的特性和参数

场效应管无法完全模拟晶体三极管。

因为晶体三极管是由输入特性的。而场效应管没有。

因此要分析其特性只有转移特性曲线。

N沟道增强型MOS管特性曲线

上节课其实讲过了。

为什么有Ugs(th)这个过程？

因为必须先形成沟道，才能通过继续加大电压，Rds的值也会越来越大，此时保持Ugs不变，加Uds电压，到一定程度就会形成恒流区。

场效应管一定工作在恒流区。Uds一定要足够大。Ugs才会和Id有关系。

耗尽型的场效应管转移特性曲线。

图像方程如下：

输出特性曲线

恒流区：用于放大；

信号到底如何实现放大，你的思路？

1. 对于三极管：

小信号进来，要影响iB的变化，让三极管工作在放大状态下，得到放大的iC，然后去输出ic

1. 对于场效应管：

先使它工作在恒流区，根据转移特性曲线，有UGS对iD的控制；

所以让小信号去影响UGS的变化，从而使iD变化，然后再输出iD

为什么能够得到比较大的Id？因为外边有比较大的直流电源。

为什么能够得到比较大的Ic？因为外面有VCC。

N沟道结型管

N沟道结型管的输出特性

可以看到图中的Ugs均为负。

N沟道结型管的转移特性曲线

场效应管的符号以及特性

结型和耗尽都是天生有沟道，需要反着加电压，让它夹断。

• 绝缘栅型：

耗尽型：跨越正负（跨越两个象限）；

增强型：有一个开启电压；

增强型：天生是断的，只有大于某一个值之后才能形成沟道。

• 结型和耗尽型：天生有沟道，反着加电压，使它夹断，

参数

直流参数

交流参数

极间电容

高频情况下，极间电容相当于导通。

极限参数 ——使用场效应管需要考虑的

自行去看

以下内容为自行阅读：

1.3.4 晶体管的主要参数；

1.3.5 温度对晶体管特性的影响和参数的影响；

1.3.6 光电三极管；

课后习题

1.【简答题】场效应管是通过什么方式来控制漏极电流的？

控制栅源电压来控制漏极电流。

• 为使N沟道增强型MOS场效应管工作在恒流区，为什么其栅-源之间必须加反向电压？

因为栅极是P区，源极是N区，且在无外加电压是不形成沟道，加反向电压有沟道形成；而耗尽型未加电压也有沟道形成。
小功率，输入电阻和输出电阻要求不高时选用三极管。

• 为使结型场效应管工作在恒流区，为什么其栅源之间必须加反向电压？为什么耗尽型MOS管的栅-源电压可正、可负、可零？

结型场效应管需要加反向电压使两边的PN结的耗尽层变宽从而改变导电沟道的宽度使其介于
预夹断与夹断之间的区域，即恒流区。

耗尽型mos管的SiO2层掺加了大量的正离子，只有当UGS从零减少到某一负值（能将so2层大量的正离子消耗完的某一值)漏-源之间的导电沟道才会消失，所以耗尽型mos管的栅-源电压可正可零可负。

• 为使结型场效应管工作恒流区，为什么其栅-源之间必须加方向电压？

结型场效应分N,P沟道，对应不同的沟道，所加电压方向也是不同的。当产生预夹断后，管子工作在恒流区，预夹断的产生是依靠PN结加反偏压使耗尽层变宽从而夹断漏源极间的通道。

• 为什么N沟道结型场效应管在正常工作时要在其栅极与源极间加负向电压？

结型场效应管可分为沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管。
为保证N沟道结型场效应管能正常工作，应在其栅-源之间加负向电压（即uGS<0),以保
证耗尽层承受反向电压：在漏-源之间加正向电压uDS,以形成漏极电流。栅-源之间负
向电压越大，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，导电沟道越窄，沟道电阻变大，漏
极电流D越小：相反，若栅-源之间负向电压越小，则耗尽区就越薄，导电沟道越宽，沟
道电阻变小，漏极电流D越大。因此实现了场效应管的栅-源间负向电压对沟道电流的
控制。
而对于P沟道结型场效应管，与N沟道原理类似，但要在其栅-源之间加正向电压（即uG
S>0)才能保证其能能正常工作。

• 在什么场合下适合选用晶体管放大电路？在什么场合下应选用场效应管放大电路？

小功率，输入电阻和输出电阻要求不高时选用三极管。

• 为使结型场效应管工作在恒流区，其栅源之间必须加反向电压，而耗尽型MOS管的栅源电压可正可负。（√）
• 要使结型场效应管工作在恒流区，其栅源之间的电压为 零电压？ （x）

1.4.2 若将图1.4.9中N沟道增强型MOS管的衬底接小于零的电位，则对其特性产生什么影响？ 会影响阈值电压。

1.4.3 从N沟道场效应管的输出特性曲线上看，为什么UGS越大预夹断电压越大、漏-源间击穿电压也越高？

对于N沟道场效应管来说UGS越大，就要外加更大的电压来抵消UGS,使其达到欲夹断（和P沟道比较一下，其UGS是一个为正一个为负)。阻值大了。