模拟电子技术

古卫芳

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 信号
    • 1.2 信号的线性放大
    • 1.3 放大电路模型
  • 2 运算放大器
    • 2.1 运算放大器及其信号放大
    • 2.2 运算放大器基本线性应用
  • 3 二极管及其基本电路
    • 3.1 半导体基本知识
    • 3.2 PN结的形成
    • 3.3 PN结特性
    • 3.4 二极管及其简化模型
    • 3.5 二极管基本电路
    • 3.6 特殊二极管
  • 4 场效应三极管及其放大电路
    • 4.1 金属-氧化物-半导体场效应管的结构及符号
    • 4.2 MOSFET的工作原理
    • 4.3 MOSFET的特性曲线及特性方程
    • 4.4 其他类型的MOS管
    • 4.5 MOSFET基本放大电路构成及信号放大的实现
    • 4.6 MOSFET放大电路的静态偏置和信号的输入输出
    • 4.7 图解分析法
    • 4.8 小信号模型分析法
    • 4.9 共源极、共漏极和共栅极放大电路
    • 4.10 多级放大电路
    • 4.11 MOSFET放大电路分析设计举例
  • 5 双极结型三极管(BJT)及其放大电路
    • 5.1 双极结型三极管的结构及工作原理
    • 5.2 BJT的特性曲线
    • 5.3 BJT的静态偏置和放大电路构成
    • 5.4 BJT放大电路的小信号模型分析法
    • 5.5 BJT的三种基本放大电路和复合管
    • 5.6 MOSFET和BJT及其基本放大电路比较
  • 6 频率响应
    • 6.1 单时间常数RC电路的频率响应
    • 6.2 放大电路频率响应概述及三极管高频小信号模型
    • 6.3 三极管放大电路的高频响应和带宽增益积
    • 6.4 阻容耦合放大电路的低频响应及全频域响应
    • 6.5 多级放大电路的频率响应
  • 7 模拟集成电路
    • 7.1 集成电路中的直流偏置——直流电流源
    • 7.2 零点漂移及差分式放大电路的一般概念和指标
    • 7.3 MOSFET源极耦合差分式放大电路
    • 7.4 BJT差分式放大电路和带有源负载的差放
    • 7.5 集成运算放大器简介
    • 7.6 集成运放的主要参数及其在实际应用中的影响
  • 8 反馈放大电路
    • 8.1 反馈的基本概念及直流、交流反馈
    • 8.2 串联反馈与并联反馈,电压反馈与电流反馈
    • 8.3 正反馈与负反馈
    • 8.4 负反馈放大电路的四种组态
    • 8.5 负反馈放大电路增益的一般表达式
    • 8.6 负反馈对放大电路性能的影响
    • 8.7 深度负反馈条件下的近似计算
    • 8.8 负反馈放大电路的稳定性
  • 9 功率放大电路
    • 9.1 放大电路的四类工作状态和乙类互补对称功率放大电路
    • 9.2 甲乙类互补对称功率放大电路
    • 9.3 集成功率放大器和功率管简介
  • 10 信号处理与信号产生电路
    • 10.1 有源滤波器的基本知识及一阶有源滤波器
    • 10.2 高阶有源滤波器
    • 10.3 RC正弦波振荡电路
    • 10.4 电压比较器
    • 10.5 方波和锯齿波产生电路
  • 11 直流稳压电源
    • 11.1 小功率整流滤波电路
    • 11.2 线性稳压电路
    • 11.3 开关稳压电路
  • 12 直播课视频
    • 12.1 新建目录
MOSFET的工作原理


要使增强型N沟道MOSFET工作,要在G、S之间加正电压VGS及在D、S之间加正电压VDS,则产生正向工作电流ID。改变VGS的电压可控制工作电流ID。

若先不接VGS(即VGS=0),在D与S极之间加一正电压VDS,漏极D与衬底之间的PN结处于反向,因此漏源之间不能导电。如果在栅极G与源极S之间加一电压VGS。此时可以将栅极与衬底看作电容器的两个极板,而氧化物绝缘层作为电容器的介质。当加上VGS时,在绝缘层和栅极界面上感应出正电荷,而在绝缘层和P型衬底界面上感应出负电荷。这层感应的负电荷和P型衬底中的多数载流子(空穴)的极性相反,所以称为“反型层”,这反型层有可能将漏与源的两N型区连接起来形成导电沟道。当VGS电压太低时,感应出来的负电荷较少,它将被P型衬底中的空穴中和,因此在这种情况时,漏源之间仍然无电流ID。当VGS增加到一定值时,其感应的负电荷把两个分离的N区沟通形成N沟道,这个临界电压称为开启电压(或称阈值电压、门限电压),用符号VT表示(一般规定在ID=10uA时的VGS作为VT)。当VGS继续增大,负电荷增加,导电沟道扩大,电阻降低,ID也随之增加,并且呈较好线性关系,此曲线称为转换特性。因此在一定范围内可以认为,改变VGS来控制漏源之间的电阻,达到控制ID的作用。

由于这种结构在VGS=0时,ID=0,称这种MOSFET为增强型。另一类MOSFET,在VGS=0时也有一定的ID(称为IDSS),这种MOSFET称为耗尽型。它的结构如图4所示,它的转移特性如图5所示。VP为夹断电压(ID=0)。

耗尽型与增强型主要区别是在制造SiO2绝缘层中有大量的正离子,使在P型衬底的界面上感应出较多的负电荷,即在两个N型区中间的P型硅内形成一N型硅薄层而形成一导电沟道,所以在VGS=0时,有VDS作用时也有一定的ID(IDSS);当VGS有电压时(可以是正电压或负电压),改变感应的负电荷数量,从而改变ID的大小。VP为ID=0时的-VGS,称为夹断电压。