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(共12张PPT)
场 效 应 管 放 大 电 路
金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管
MOS场效应管放大电路
结型场效应管
砷化镓金属－半导体场效应管
各种放大器件电路性能比较
SPICE仿真例题
场 效 应 管 放 大 电 路
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三端放大器件
双极型半导体三极管(BJT)
NPN型
PNP型
单极型半导体三极管
（场效应管FET）
MOSFET
JFET
金属－氧化物－半导体(MOS)场效应管(FET)
Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
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场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件。这种器件不仅兼有体积小、质量轻、耗电省、寿命长等特点，而且还有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单等优点，因而获得广泛应用，特别是MOSFET在大规模集成电路中占有重要的地位。
MOSFET
NMOS
PMOS
增强型NMOS(E型NMOS)
耗尽型NMOS (D型NMOS)
增强型PMOS(E型PMOS)
耗尽型PMOS (D型PMOS)
4
——结构
N+
N+
P型衬底
B
S
D
G
源极
漏极
栅极
SiO2绝缘层
PN结
　　动　　画
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
由于栅极与源极、漏极均无电接触，故称绝缘栅极。
符号中箭头的方向表示由P(衬底)指向N(沟道)，三条垂直短线表示在未加适当栅压前漏极与源极之间无导电沟道。
g
d
s
B
5
——工作原理
ID
1. 栅源电压vGS的控制作用
(1) vGS=0时
漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在D、S之间加上电压，不管VDS极性如何，其中总有一个PN结反偏，所以不存在导电沟道。
vGS =0， iD =0
vGS必须大于0管子才能工作。
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
6
(2) 当栅极加有电压时
VGS
若0＜vGS＜VT时
,VT 称为开启电压
在SiO2介质中产生一个垂直于半导体表面的电场，排斥P区多子空穴而吸引少子电子。
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
但由于电场强度有限，吸引
到绝缘层的少子电子数量有限，不
足以形成沟道,将漏极和源极沟通，
所以不可能以形成漏极电流ID。
ID
0＜VGS＜VT ， ID=0
7
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
——工作原理
1. 栅源电压vGS的控制作用
VGS
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
ID
——工作原理
开启电压VT：
形成反型层后，若在漏源间加电压 vDS，就能产生漏极电流ID，即管子开启。
(3) 进一步增加vGS，当vGS≥VT时
8
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
衬底中更多的电子被吸至栅极下方的P型衬底表层，该薄层转换为N型半导体，称此为反型层。形成N源区到N漏区的N型沟道。
开始形成反型层的VGS值，称该管的开启电压VT 。
1. 栅源电压vGS的控制作用
VGS
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
ID
——工作原理c
9
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
vGS值越大，沟道内自由电子越多，沟道电阻越小，在同样 vDS 作用下, iD 越大。这样,就实现了输入电压 vGS 对输出电流 iD 的控制。
这种在vGS=0时没有导电沟道，而必须依靠栅源电压的作用，才形成感生沟道的FET称为增强型FET。
(3) 进一步增加vGS，当vGS≥VT时
1. 栅源电压vGS的控制作用
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5.1.1 N沟道增强型MOSFET
小结
特性：
VGS ＜VT，管子截止，
VGS ＞VT，管子导通。
VGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压VDS作用下，漏极电流ID越大。
——工作原理c
1. 栅源电压vGS的控制作用
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2.漏源电压vDS对漏极电流iD的控制作用
如果vGS＞VT且为某一值
若给漏源间加正电压VDS则源区的自由电子将沿着沟道漂移到漏区，形成漏极电流ID。 当ID从D S流过沟道时，沿途会产生压降，进而导致沿着沟道长度上栅极与沟道间的电压分布不均匀。
可见，在VDS作用下导电沟道的深度是不均匀的，沟道呈锥形分布。
11
——工作原理
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
若VDS进一步增大，直至
VGD=VGS-VDS=VT，则漏端沟道消失，出现预夹断点。
在沟道未被夹断前：
VDS
ID
12
——工作原理
如果vGS＞VT且为某一值
2.漏源电压vDS对漏极电流iD的控制作用

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