本文主要講N溝道增強(qiáng)型mos管特性曲線、電流方程及參數(shù)MOS管是金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管。
我們知道，三極管是利用Ib 的電流去控制電流Ic 的，所以說(shuō)三極管是電流控制電流的器件。
而MOS管是利用U gs 的工作電壓去控制電流I d 的，所以說(shuō)MOS管是電壓控制電流的器件。
針對(duì)N斷面加強(qiáng)型的MOS管，當(dāng)U gs >U gs(th) 時(shí)，MOS便會(huì)逐漸關(guān)斷，假如在D極和S極中間再加上一定的工作電壓,便會(huì)有電流Id造成。
在一定的U ds 下，D極電流I d 的尺寸是與G極工作電壓U gs 相關(guān)的。
一般是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導(dǎo)體。MOS管的source(源極)和drain(耗盡層)是可以對(duì)調(diào)的，他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下，這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的，即使兩端對(duì)調(diào)也不會(huì)影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對(duì)稱的。場(chǎng)效應(yīng)管分為PMOS管和NMOS管，屬于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。
mos管特性曲線、電流方程及參數(shù)詳解
(一)mos管特性曲線、電流方程
1、mos管特性曲線-輸出特性曲線：N溝道增強(qiáng)型MOS管的輸出特性曲線如圖1(a)所示。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、mos管特性曲線-轉(zhuǎn)移特性曲線：轉(zhuǎn)移特性曲線如圖1(b)所示,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。
iD與vGS的近似關(guān)系
與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相類似。在飽和區(qū)內(nèi),iD與vGS的近似關(guān)系式為：
式中IDO是vGS=2VT時(shí)的漏極電流iD。
(二)參數(shù)
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 ，而用開啟電壓VT表征管子的特性。
各種場(chǎng)效應(yīng)管特性比較
各類FET的特性如下表所示：
mos管三個(gè)工作區(qū)-完全導(dǎo)通區(qū)、截止區(qū)、線性區(qū)分析
(1)可變電阻區(qū)(也稱非飽和區(qū))
滿足Ucs》Ucs(th)(開啟電壓)，uDs《UGs-Ucs(th)，為圖中預(yù)夾斷軌跡左邊的區(qū)域其溝道開啟。在該區(qū)域UDs值較小，溝道電阻基本上僅受UGs控制。當(dāng)uGs一定時(shí)，ip與uDs成線性關(guān)系，該區(qū)域近似為一組直線。這時(shí)場(chǎng)效管D、S間相當(dāng)于一個(gè)受電壓UGS控制的可變電阻。
(2)恒流區(qū)(也稱飽和區(qū)、放大區(qū)、有源區(qū))
滿足Ucs≥Ucs(h)且Ubs≥UcsUssth)，為圖中預(yù)夾斷軌跡右邊、但尚未擊穿的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，當(dāng)uGs一定時(shí)，ib幾乎不隨UDs而變化，呈恒流特性。i僅受UGs控制，這時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D、S間相當(dāng)于一個(gè)受電壓uGs控制的電流源。場(chǎng)效應(yīng)管用于放大電路時(shí)，一般就工作在該區(qū)域，所以也稱為放大區(qū)。
(3)夾斷區(qū)(也稱截止區(qū))
夾斷區(qū)(也稱截止區(qū))滿足ucs《Ues(th)為圖中靠近橫軸的區(qū)域，其溝道被全部夾斷，稱為全夾斷，io=0，管子不工作。
(4)擊穿區(qū)位
擊穿區(qū)位于圖中右邊的區(qū)域。隨著UDs的不斷增大，pn結(jié)因承受太大的反向電壓而擊穿，ip急劇增加。工作時(shí)應(yīng)避免管子工作在擊穿區(qū)。
轉(zhuǎn)移特性曲線可以從輸出特性曲線。上用作圖的方法求得。例如在下圖(a)中作Ubs=6V的垂直線，將其與各條曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的i、Us值在ib- Uss 坐標(biāo)中連成曲線，即得到轉(zhuǎn)移性曲線，如圖下(b)所示。
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