当前课程知识点:模拟电子技术基础(基础部分) > 第四部分 > 3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管) > 3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管)
前面我们讲了结型场效应管
实际上场效应管还有另外一种
就是绝缘栅型场效应管
也叫MOS管
下面我们讲N沟道增强型
绝缘栅型场效应管
简称增强型MOS管
首先看一看
g-s之间的电压
对导电沟道的影响
增强型MOS管
它的符号是这样的
注意
我们从外部看
它有四条腿
除了栅 源 漏之外
还有一个衬底
看它的结构
首先是一个低掺杂的
P型半导体作为衬底
然后做出两个高掺杂的
N型半导体
引出来
它们分别是d和s
然后注意
这中间是二氧化硅
画斜线的这个
是二氧化硅的绝缘层
然后这儿引出来作为它的栅极
好了
我想讲到这儿了
大家就比较明白了
说为什么这个的栅-源
会看进去的电阻大呢
因为它们是靠着绝缘层给绝缘了
所以通常来讲
MOS管g-s之间的
等效电阻
要比结型场效应管
g-s之间的等效电阻
来得大
这个地方
刚才我讲过了
都是高掺杂的
那么既然P型半导体
和N型半导体相接触
就必然产生了耗尽层
当我在栅-源之间
加正向的电压的时候
那么这就会产生了感应
也就是说
这正向的电压的电场
驱使空穴向外运动
那么这样一运动
就会使得这个之间
就是绝缘层和这个耗尽层之间
感应出来电子
如果这个电子层
能够把两个高掺杂的
N区接通的话
那这时候
就产生了导电的沟道
所以这时候就是
当这个g-s之间的电压
足够大的时候
这就产生了导电的沟道
我示意的画电子层
这个必须要大于开启电压
也就是说
当导电沟道刚刚形成的时候
我们把这时候的
g-s之间的电压
叫开启电压
那么实际测试的时候
就是看d-s之间
有一个特别小的电流
比如规定一个5μA的电流
我就叫它开启了
这时候测得的g-s之间的电压
就是开启电压
这个层
因为和P型半导体
所具有的多数载流子
它的极性是不一样的
它的多数载流子是空穴
是带正电的
而感应出来的是带负电的
所以它叫反型层
也就是这个反型层形成的
导电沟道
那这时候
如果我把d-s之间
加上一个电压的话
这就形成了自由电子的
定向移动
所以我们看到
它确实是只有一种载流子运动
那下面我们再来看看
前边的我们所讲的这个原理
把它总结出来
就是uGS大于0
出现反型层
uGS增大
反型层变宽
uGS大到一定数值
就形成了导电沟道
使导电沟道形成的uGS
称为开启电压
下面我们来看看
uDS对iD的影响
这里首先要说g-s(电压) 这时候
一定得大于开启电压
是大于开启电压的某一个值
然后我们来研究
d-s之间的电压
对于iD的影响
首先我们看
当我们这时候d-s之间
加一个正向的一个电压的时候
这时候就形成了电流
所以iD是随着d-s的增大
而增大的
这个区域
iD随d-s的变化
是非常明显的
而且是线性变化
所以它是可变电阻区
然后我把d-s的电压增大
增大到一定程度
我们可以看到
g-s之间的电压
这时候的电压
它是开启电压
这时候导电沟道
这个反型层
在这个点上
可以看出来
它消失了
那在这一点上
我们称为出现了预夹断
在预夹断的时候
正好是这边g-d之间的电压
等于了开启电压
如果我们再继续加大
uDS之间的电压
那么就会发现夹断的这个
这一条线会越来越长
也就是说
影响着这个沟道了
那在这个时候
仍然是d-s之间的增大
电压的增大
一方面应该使电流增大
另一方面
d-s之间电压增大
会使得这个夹断的这一部分
越来越长
使得整个导通的过程里边
受到的阻力越来越大
那么电流就应该变小
这两个一平衡
外部所加电压增大的部分
全部用来克服电流
所遇到的阻力
那也就是说
d-s之间的电压
增大到一定程度
iD基本上是不变了
那这时候管子就进入了恒流区
在恒流区里边
iD就成为uGS的受控源
这就是刚才我们所叙述的
就是uDS增大的
几乎全部用来克服夹断区的
电阻的时候
外部就看到了
这样一种受控的特性
看它的特性曲线
它的特性曲线
在这儿很像
这个转移特性很像
我们在晶体管里边
看到的输入特性
但是它们是很不相同的
原因就是这个开启电压
它的数值是挺分散的
可能比如说3.5V
4V 2V
它就不像
比如硅材料的NPN型管
它大概都是在0.5、6
0.5 0.6的这个区间里头
所以要注意
对于不同型号
它的数值差别很大
另外
就是也可以测出它的
输出特性的曲线
通过半导体物理的分析
在恒流区
这个iD等于
IDO括号uGS
比上它的开启电压
这是实际电压比开启电压
减1
括号的平方
那在这个式子里边
IDO是uGS
等于两倍开启电压时候的iD
-1.1模拟信号与模拟电路
-1.2模拟电子技术基础课程特点及如何学习该课程
-2.1本征半导体
--本征半导体
-2.1本征半导体--作业
-2.2杂质半导体
--杂质半导体
-2.2杂质半导体--作业
-2.3 PN结的形成及其单向导电性
-2.3 PN结的形成及其单向导电性--作业
-2.4 PN 结的电容效应
-2.4 PN 结的电容效应--作业
-2.5半导体二极管的结构
-2.5半导体二极管的结构--作业
-2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
--2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
-2.7二极管的直流等效电路(直流模型)
-第一部分--2.7二极管的直流等效电路(直流模型)
-2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-第一部分--2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-实验1-二极管伏安特性的测试
-2.9晶体三极管的结构和符号
-2.9晶体三极管的结构和符号--作业
-2.10晶体三极管的放大原理
-第一部分--2.10晶体三极管的放大原理
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性--作业
-实验2-三极管输出特性的测试
-第一部分--作业
-2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
--2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
-2.13晶体三极管的主要参数
-第二部分--2.13晶体三极管的主要参数
-3.1放大的概念
--3.1放大的概念
-第二部分--3.1放大的概念
-EDA应用1-2-半导体二极管和三极管特性的测试
-3.2 放大电路的性能指标
--Video
-第二部分--3.2 放大电路的性能指标
-实验3-放大电路(黑盒子)性能指标的测试
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用--作业
-EDA应用3-在Multisim环境中电路的搭建
-3.4基本共射放大电路的波形分析
-3.4基本共射放大电路的波形分析--作业
-3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
--3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
-3.6放大电路的直流通路和交流通路
-第二部分--3.6放大电路的直流通路和交流通路
-3.7放大电路的分析方法—图解法
-第二部分--3.7放大电路的分析方法—图解法
-3.8图解法用于放大电路的失真分析
--3.8图解法用于放大电路的失真分析
-3.9直流负载线和交流负载线
-第二部分--3.9直流负载线和交流负载线
-第二周作业
--第二周作业题
-EDA应用4-基本共射放大电路的电压传输特性
-3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-第三部分--3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-3.11晶体管的h参数等效模型(交流等效模型)
-第三部分--3.11晶体管的h参数等效模型(交流等效模型)
-3.12基本共射放大电路的动态分析
-第三部分--3.12基本共射放大电路的动态分析
-3.13学会选用合适的方法来分析电路
-第三部分--3.13学会选用合适的方法来分析电路
-3.14放大电路中静态对动态的影响
--3.14放大电路中静态对动态的影响
-3.15静态工作点的稳定
-第三部分--3.15静态工作点的稳定
-3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
--3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
-3.17稳定静态工作点的方法
--3.17稳定静态工作点的方法
-EDA应用5-共射放大电路中电阻参数对静态工作点的影响
-第三周作业
-EDA应用6-温度对静态工作点的影响
-实验4-静态工作点稳定共射放大电路的测试
-3.18基本共集放大电路
--3.18基本共集放大电路
-3.19基本共基放大电路
-第四部分--3.19基本共基放大电路
-3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
--3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
-3.21结型场效应管的工作原理
-第四部分--3.21结型场效应管的工作原理
-3.22 N沟道结型场效应管的特性
-第四部分--3.22 N沟道结型场效应管的特性
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管)
--3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管)
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管)--作业
-3.24 N沟道耗尽型MOS管
-第四部分--3.24 N沟道耗尽型MOS管
-3.25场效应管的分类
-第四部分--3.25场效应管的分类
-第四周作业题
-3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-第五部分--3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-3.27场效应管放大电路的动态分析
-第五部分--3.27场效应管放大电路的动态分析
-EDA应用7-共源放大电路的测试
-实验5-共源放大电路的测试
-3.28复合管
--3.28复合管
-第五部分--3.28复合管
-4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-第五部分--4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-4.2多级放大电路的耦合方式—阻容耦合、变压器耦合
-第五部分--4.2
-4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-第五部分--4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-4.4多级放大电路的动态参数分析
--4.4多级放大电路的动态参数分析
-4.5多级放大电路的讨论
--4.5多级放大电路的讨论
-第五周作业
-实验6-两级放大电路的测试
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性--作业
-4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-第六部分--4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-第六部分--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-第六部分--4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-4.10双端输入单端输出差分放大电路
--4.10双端输入单端输出差分放大电路
-4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-第六部分--4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-4.12具有恒流源的差分放大电路
-第六部分--4.12具有恒流源的差分放大电路
-4.13差分放大电路的改进
-第六部分--4.13差分放大电路的改进
-EDA应用8-直接耦合多级放大电路的辅助设计
-作业
--第六周作业
-4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
--4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
-4.15电流源电路 —多路电流源
-第七部分--4.15电流源电路 —多路电流源
-4.16有源负载放大电路
--4.16有源负载放大电路
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理--作业
-4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-第七部分--4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-4.19放大电路读图方法及双极型集成运放原理电路分析
-第七部分--4.19
-4.20单极型(CMOS)集成运放原理电路分析
--第七部分 4.20单极型(CMOS)集成运放原理电路分析
-4.21集成运放的主要性能指标
-第七部分--4.21集成运放的主要性能指标
-4.22集成运放的分类
-第七部分--4.22集成运放的分类
-4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
--第七部分 4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
-作业
-5.1频率响应的有关概念
--第八部分 5.1频率响应的有关概念
-5.2晶体管的高频等效电路
-第八部分--5.2晶体管的高频等效电路
-5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-第八部分--5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-5.4单管共射放大电路的中频段
-5.4单管共射放大电路的中频段--作业
-5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-第八部分--5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-第八部分--5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-第八部分--5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-5.8单管共源放大电路的频率响应
--第八部分 5.8单管共源放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应--作业
-5.10关于频率响应的讨论
-第八部分--5.10关于频率响应的讨论
-EDA应用9-两级放大电路频率响应的测试
-实验7-两级放大电路频率响应的测试
-第八周习题
-6.1什么是反馈
--6.1什么是反馈
-6.1什么是反馈--作业
-6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-第九部分--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-6.3交流负反馈的四种组态
-第九部分--6.3交流负反馈的四种组态
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断--作业
-6.5正反馈和负反馈的判断
-第九部分--6.5正反馈和负反馈的判断
-6.6交流负反馈四种组态的判断
-第九部分--6.6交流负反馈四种组态的判断
-6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-第九部分--6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-第九部分--6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九部分--6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九周作业
-6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
--第十部分 6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
-6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
--第十部分 6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
-6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--第十部分 6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
-6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
--第十部分 6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
-实验8-交流负反馈对放大电路性能的影响
-6.14如何根据需求引入负反馈
--第十部分 6.14如何根据需求引入负反馈
-6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
--第十部分 6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
-6.16负反馈放大电路稳定性分析
--第十部分 6.16负反馈放大电路稳定性分析
-6.17简单滞后补偿
--第十部分 6.17简单滞后补偿
-6.18放大电路中的正反馈
--第十部分 6.18放大电路中的正反馈
-第十周作业
-期末考试
--期末作业