教材：童詩白、華成英《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版） 高等教育出版社

視頻教材：

一、常用半導(dǎo)體器件

1.4 場效應(yīng)管

（1）場效應(yīng)管：利用輸入回路的電場效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件。

（2）場效應(yīng)管分為結(jié)型和絕緣柵型兩種不同結(jié)構(gòu)。

1.4.1 結(jié)型場效應(yīng)管

? ? ? ? ?結(jié)型場效應(yīng)管分為P溝道和N溝道兩種類型，結(jié)構(gòu)與符號如圖。?

一、結(jié)型場效應(yīng)管的工作原理

? ? ? ?為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管能正常工作，應(yīng)在其柵-源之間加負向電壓（即uGS<0），以保證耗盡層承受反向電壓；在漏-源之間加正向電壓，以形成漏極電流id。

（1）柵-源電壓對導(dǎo)電溝道寬度的控制作用如圖。

? ? ? ? ?夾斷電壓UGS(off)：當UGS增大到某一數(shù)值時，耗盡層閉合，溝道消失，溝通電阻趨于無窮大，此時UGS的值稱為夾斷電壓。

（2）漏-源電壓對漏極電流的影響：

? ? ? ? ?預(yù)夾斷：一旦UDS的增大使UGD=UGS(off)時，漏極一邊的耗盡層就會出現(xiàn)夾斷區(qū)，稱為預(yù)夾斷。

二、結(jié)型場效應(yīng)管的特性曲線

（1）轉(zhuǎn)移特性曲線如圖。

? ? ? ? ?恒流區(qū)中，電流iD的近似表達式如圖。其中IDSS是uGS=0情況下產(chǎn)生預(yù)夾斷時的ID，稱為飽和漏極電流。

（2）輸出特性曲線如圖。?

低頻跨導(dǎo)：在管子工作在恒流區(qū)且uGS為常量的條件下，iD的微小變化量與引起它變化的ΔuGS之比。

場效應(yīng)管有三個工作區(qū)域：

可變電阻區(qū)（非飽和區(qū)）：uDS<uGS - UGS(off)且UGS>UGS（off），此區(qū)域內(nèi)改變UGS的大小可改變漏-源等效電阻的阻值。

恒流區(qū)（飽和區(qū)）：uDS>uGS - UGS(off)且UGS>UGS（off），id幾乎不隨uds增大而增大，利用場效應(yīng)管作放大管時，應(yīng)使其工作在該區(qū)域。

夾斷區(qū)（截止區(qū)）：UGS<UGS(off)，id約等于0。

1.4.2 絕緣柵型場效應(yīng)管（MOS管）

（1）絕緣柵型場效應(yīng)管類型

①　增強型：UGS為零時id也為零，分為N溝道增強型管和P溝道增強型管

②　耗盡型：UGS為零時id不為零，分為N溝道耗盡型管和P溝道耗盡型管

一、N溝道增強型MOS管

? ? ? ?開啟電壓UGS（th）：使導(dǎo)電溝道（反型層）剛剛形成的柵-源電壓，

? ? ? ?uGS越大，反型層越厚，導(dǎo)電溝道電阻越小。

N溝道增強型MOS管工作原理：

①　在UDS<UGS - UGS(th)且UGS>UGS(th)的情況下，對應(yīng)于不同的UGS，d-s間等效成不同阻值的電阻。

②　當UDS使UDS=UGS - UGS(th)且UGS>UGS(th)時，導(dǎo)電溝道之間預(yù)夾斷。

③　當UDS使UDS>UGS - UGS(th)且UGS>UGS(th)時,id幾乎僅僅決定于UGS，而與UDS無關(guān)。此時可以把id近似看成UGS控制的電流源。(應(yīng)讓MOS管工作在此區(qū)域)

④　UGS<UGS(th)時，導(dǎo)電溝道夾斷。

二、N溝道耗盡型MOS管

? ? ? ?UGS為正時，id增大；反之，id減少。而當UGS減小到夾斷電壓UGS（off）時，id=0。與N溝道結(jié)型場效應(yīng)管不同，UGS可在正負值的一定范圍內(nèi)實現(xiàn)id的控制，且仍保持柵-源之間有非常大的絕緣電阻。

三、MOS管的特性曲線與電流方程如圖。

場效應(yīng)管的分類如圖。

場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件：

①　N溝道絕柵型管UDS>UGS - UGS(th)且UGS>UGS(th）

②　N溝道結(jié)型管UDS>UGS - UGS(off)且UGS>UGS(off）

③　P溝道絕柵型管UDS<UGS - UGS(th)且UGS<UGS(th）

④　P溝道結(jié)型管UDS<UGS - UGS(off)且UGS<UGS(off）