NMOS晶體管的工作原理芯片晶體管的工作原理 _知識(shí)經(jīng)驗(yàn)

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1、N溝道增強(qiáng)型MOS管的輸出特性曲線與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一樣,其輸出特性曲線也可分為可變電阻區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)幾部分。
2、轉(zhuǎn)移特性曲線由于場(chǎng)效應(yīng)管作放大器件使用時(shí)是工作在飽和區(qū)(恒流區(qū)),此時(shí)iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎是重合的,所以可用vDS大于某一數(shù)值(vDS＞vGS-VT)后的一條轉(zhuǎn)移特性曲線代替飽和區(qū)的所有轉(zhuǎn)移特性曲線.MOS管的主要參數(shù)與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管基本相同，只是增強(qiáng)型MOS管中不用夾斷電壓VP ，而用開(kāi)啟電壓VT表征管子的特性。
3、N溝道耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)：N溝道耗盡型MOS管與N溝道增強(qiáng)型MOS管基本相似。
4、區(qū)別：耗盡型MOS管在vGS=0時(shí)，漏－源極間已有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生增強(qiáng)型MOS管要在vGS≥VT時(shí)才出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。
5、原因：制造N溝道耗盡型MOS管時(shí)，在SiO2絕緣層中摻入了大量的堿金屬正離子Na+或K+(制造P溝道耗盡型MOS管時(shí)摻入負(fù)離子)，因此即使vGS=0時(shí)，在這些正離子產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，漏－源極間的P型襯底表面也能感應(yīng)生成N溝道(稱(chēng)為初始溝道) ，只要加上正向電壓vDS，就有電流iD 。
6、如果加上正的vGS，柵極與N溝道間的電場(chǎng)將在溝道中吸引來(lái)更多的電子，溝道加寬，溝道電阻變小， iD增大。
7、反之vGS為負(fù)時(shí)，溝道中感應(yīng)的電子減少，溝道變窄，溝道電阻變大，iD減小。
8、當(dāng)vGS負(fù)向增加到某一數(shù)值時(shí) ，導(dǎo)電溝道消失，iD趨于零，管子截止，故稱(chēng)為耗盡型。
9、溝道消失時(shí)的柵－源電壓稱(chēng)為夾斷電壓，仍用VP表示。
10、與N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相同，N溝道耗盡型MOS管的夾斷電壓VP也為負(fù)值，但是，前者只能在vGS<0的情況下工作。
11、而后者在vGS=0，vGS>0 ， VP 12、這是耗盡型MOS管的一個(gè)重要特點(diǎn) 。
13、電流方程：在飽和區(qū)內(nèi)，耗盡型MOS管的電流方程與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的電流方程相同。
14、使用場(chǎng)效應(yīng)管的注意事項(xiàng) 1．從場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)上看，其源極和漏極是對(duì)稱(chēng)的，因此源極和漏極可以互換。
15、但有些場(chǎng)效應(yīng)管在制造時(shí)已將襯底引線與源極連在一起，這種場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極就不能互換了。
16、2．場(chǎng)效應(yīng)管各極間電壓的極性應(yīng)正確接入，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵-源電壓vGS的極性不能接反。
17、3．當(dāng)MOS管的襯底引線單獨(dú)引出時(shí)，應(yīng)將其接到電路中的電位最低點(diǎn)（對(duì)N溝道MOS管而言）或電位最高點(diǎn)（對(duì)P溝道MOS管而言），以保證溝道與襯底間的PN結(jié)處于反向偏置，使襯底與溝道及各電極隔離。
18、4．MOS管的柵極是絕緣的，感應(yīng)電荷不易泄放，而且絕緣層很薄，極易擊穿。
19、所以柵極不能開(kāi)路，存放時(shí)應(yīng)將各電極短路。
20、焊接時(shí)，電烙鐵必須可靠接地，或者斷電利用烙鐵余熱焊接，并注意對(duì)交流電場(chǎng)的屏蔽。
21、場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的性能比較 1．場(chǎng)效應(yīng)管的源極s、柵極g、漏極d分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。
22、 2．場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，由vGS控制iD，其放大系數(shù)gm一般較小，因此場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由iB（或iE）控制iC 。
23、3．場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流；而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。
24、因此場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。
25、4．場(chǎng)效應(yīng)管只有多子參與導(dǎo)電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電，因少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，所以場(chǎng)效應(yīng)管比三極管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng) 。
26、在環(huán)境條件（溫度等）變化很大的情況下應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。
27、5．場(chǎng)效應(yīng)管在源極未與襯底連在一起時(shí) ，源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大；而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時(shí)，其特性差異很大，b值將減小很多。
28、6．場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小，在低噪聲放大電路的輸入級(jí)及要求信噪比較高的電路中要選用場(chǎng)效應(yīng)管。
29、7．場(chǎng)效應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開(kāi)關(guān)電路，但由于前者制造工藝簡(jiǎn)單，且具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。
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