2022-2023学年高二物理竞赛课件:结型场效应晶体管(共11张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:结型场效应晶体管(共11张PPT)

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结型场效应晶体管
沟道长度调制效应
定义:有效沟道长度的改变以及相应的漏电流的变化称为沟道长度调制。
随着沟道长度的减小漏电流将增大
修正为:
沟道长度调制效应
饱和I-V还可以写成:
空间电荷区为:
输出阻抗:
Id如果不随VDS变,则按上式rds无穷大;例13.8
饱和速度影响
载流子的漂移速度不会无限增大,电场足够时会达到饱和
由于速度饱和:电流变小;跨导变小;增益变小
归一化处理
VDS(sat)还没有达到夹断时电流已经达到饱和(不增加了,近似恒定)
两区模型得到完整的I-V曲线
亚阈值特性和栅电流效应
当栅电压Vgs低于夹断电压Vp或阈电压(VT)时(也就是管子已夹断或未开启时)的电流叫亚阈值电流
饱和区漏电流随栅源
电压呈2次方变化
亚阈区漏电流随栅源
电压呈指数变化
阈值点
亚阈值特性和栅电流效应
三个区域:VT=0V
栅电流区域;
亚阈值区域;
正常区域;
13.4 等效电路和频率限制
13.4.1 小信号等效电路 (只有rs rd)
小信号等效电路
Vg’s’内部栅源电压,
控制漏极电流
rgs栅源扩散电阻(很大)
Cgs 结电容
rgd栅漏电阻
Cgd 结电容
rds漏源电阻
Cds漏源电容
Cs漏与衬底的电容
理想的小信号电路
Ids=gm Vgs
小信号漏电流
gm’理论值gm与实际值gm’差异
rs=2k
IP1=0.522mA;
Vbi=0.814V;
Vp0=4.35V;
13.4.2 频率限制因子和截止频率
1.沟道输运时间 (1um沟道100Ghz)
2.电容存储时间 (几到几十G)
例13.9
fT=13.9GHz

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