2022-2023学年高二物理 结型场效应晶体管 竞赛课件(共15张PPT)

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2022-2023学年高二物理 结型场效应晶体管 竞赛课件(共15张PPT)

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结型场效应晶体管
简化模型
对称双边pnJFET 单边MESFET
内建夹断电压、夹断电压
当h=a时,VGS=Vp
内建夹断电压Vp0: 沟道夹断时栅结总压降(包括两个成分:内外)
夹断电压Vp:沟道夹断时的栅源电压
例13.1
Vp0=4.35V
Vbi=0.814V
Vp=-3.54V
N沟耗尽型JFET中,夹断电压为负值。
均匀掺杂,耗尽型pn JFET
N+p结的情况
当h=a时,VGS=Vp
例13.2
Vp0=3.08V
Vbi=0.832V
Vp=2.25V
P沟耗尽型JFET中,夹断电压为正值。
夹断电压(几伏)一定要低于结的击穿电压(十几伏)
漏源饱和电压
h1与VDS无关, h2与VDS有关。
漏源饱和电压VDS(sat):
导致沟道开始在漏端夹断的漏源电压
当h2=a时,VDS=VDS(sat)
栅极和漏极同时加上电压时,
P沟
N沟
小结
三个概念搞清楚
内建夹断电压Vp0
夹断电压Vp
漏源饱和电压VDS(sat)
13.2.2 耗尽型JFET的理想直流特性
输出为漂移电流
基本假设:
p+n为突变结,且杂质均匀分布;
器件关于y=0对称;
电流只存在于x方向;
13.2.2 耗尽型JFET的理想直流特性
公式非常复杂
饱和区近似公式:
双边JFET:
夹断电流
当沟道没有空间电荷区时的最大漏电流
IDSS =ID1(max)是Vgs=0时的饱和漏电流
IV曲线
13.2.3 跨导
定义:
非饱和区:
饱和区:
饱和区近似式:
小结
IV特性及跨导要知道,推导公式不做要求
Ip1 夹断(阈)电流:当Vgs和Vbi为0时(沟道没有空间电荷区)的最大漏电流
G01 当Vgs和Vbi为0时(沟道没有空间电荷区)的沟道电导
IDSS =ID1(max)是Vgs=0时的饱和漏电流
看例题结果,了解器件电压电流大概值
(例13.3 ID1max=0.313mA)
13.2.4 MESFET特性
N沟MESFET阈值电压:
Vbi-Vt=Vp0 或Vt=Vbi-Vp0
Vp 这里习惯称为Vt(阈值电压)
耗尽型Vt<0,增强型Vt>0
13.2.4 MESFET特性
饱和区电流电压特性
Vt
斜率Kn: 电导参数
跨导(饱和区)
第13章 结型场效应晶体管
13.1 JFET概念
13.2器件的特性
13.3非理想因素
13.4等效电路和频率限制
13.5高电子迁移率晶体管
13.3内容
沟道长度调制效应
饱和速度影响
亚阈值特性和栅电流效应
回顾:MOS非理想特性
亚阈值电导
沟道长度调制效应
迁移率变化
速度饱和
弹道输运

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