(1)VGs对ip的控制作用图5所示电路说明了vcs对沟道电阻的控制作用。为便于讨论,先假设漏-源极间所加的电压yps=0。(a)当vcs =0时,沟道较宽,其电阻较小,如下图(a)所示<0,且其大小增加时,在这个反偏电压的作用(b)当VGS两个P+N结耗尽层将加宽。由于N区掺杂浓度小于P+A一区,因此,随着|VGsI的增加,耗尽层将主要向N沟道中扩展,使沟道变窄,道电阻增大,如下图(b)所示。C耗尽层2-(a)(b)VGs=O的情况Vp<VGs<O的情况
(1) vGS对iD的控制作用 图5所示电路说明了vGS对沟道电阻的控制作用。为便于 讨论,先假设漏-源极间所加的电压vDS =0。 (a) 当vGS =0时,沟道较宽,其电阻较小,如下图 (a)所示 。 (b) 当vGS <0,且其大小增加时,在这个反偏电压的作用 下,两个P +N结耗尽层将加宽。由于N区掺杂浓度小于P + 区,因此,随着| vGS | 的增加,耗尽层将主要向N沟道中扩 展,使沟道变窄,沟道电阻增大,如下图 (b)所示
4.1结型场效应管d当|VGs|进一步增大到一定值/Vp|时,两侧的耗尽层将在沟道中央合拢,沟道全帮部被夹断,如右图()所示。由于耗尽层中P没有载流子,因此这时漏-源极间的电阻将趋于无穷大,即使加上一定的电压vps,漏极电流i也将为零。这时的栅-源电压vGs(c)称为夹断电压,用V.表示。VGs≤Vp上述分析表明:(a)改变栅源电压vGs的大小,可以有效地控制沟道电阻的大小。(b)若同时在漏-源极间加上固定的正向电压yps,则漏极电流i将受yGs的控制,|VGs增大时,沟道电阻增大,ip减小。(c)上述效应也可以看作是栅-源极间的偏置电压在沟道两边建立了电场,电场强度的大小控制了沟道的宽度,即控制了沟道电阻的大小,从而控制了漏极电流的大小
当|vGS|进一步增大到一定值|VP| 时, 两侧的耗尽层将在沟道中央合拢,沟道全 部被夹断,如右图(c)所示。由于耗尽层中 没有载流子,因此这时漏-源极间的电阻将 趋于无穷大,即使加上一定的电压vDS , 漏极电流iD也将为零。这时的栅-源电压vGS 称为夹断电压,用VP表示。 上述分析表明: (a)改变栅源电压vGS的大小,可以有效地控制沟道电阻的大小。 (b)若同时在漏-源极间加上固定的正向电压vDS ,则漏极电流iD 将受vGS的控制,| vGS |增大时,沟道电阻增大, iD减小。 (c)上述效应也可以看作是栅-源极间的偏置电压在沟道两边建立 了电场,电场强度的大小控制了沟道的宽度,即控制了沟道电阻 的大小,从而控制了漏极电流iD的大小。 4.1 结型 场效应管
(2)Vps对i的影响设vGs值固定,且Vp<VGs<0。(a)当漏-源电压Vps从零开始增大时,沟道中有电流i流过。(a)(b)在vps的作用下,导电沟道呈楔形。VDs<GS-Vp的情况由于沟道存在一定的电阻,因此,语沿沟道产生的申压降使沟道内各点的电位不再相等,漏极端电位最高,源极端电位最低。这就使栅极与沟道内各点间的电位差不再相等,其绝对值沿沟道从漏极到源极逐渐减小,在漏极端最大(为|vGD),即加到该处P+N结上的反偏电压最大,这使得沟道两侧的耗尽层从源极到漏极逐渐加宽,沟道宽度不再均匀,而呈楔形,如上图(a)所示
由于沟道存在一定的电阻,因此,iD沿沟道产生的电 压降使沟道内各点的电位不再相等,漏极端电位最高, 源极端电位最低。这就使栅极与沟道内各点间的电位差 不再相等,其绝对值沿沟道从漏极到源极逐渐减小,在 漏极端最大(为|vGD|),即加到该处P +N结上的反偏电压最 大,这使得沟道两侧的耗尽层从源极到漏极逐渐加宽, 沟道宽度不再均匀,而呈楔形,如上图(a)所示。 (2) vDS对iD的影响 设vGS值固定,且VP< vGS <0。 (a)当漏-源电压vDS从零开始增大时, 沟道中有电流iD流过。 (b)在vDS的作用下,导电沟道呈楔形
4.1结型场效应管(C)在vps较小时,i随vps增加而几乎呈线性地增加,它对i的影响应从两个角度来分析:一方面vps增加时,沟道的电场强度增大,ip随着增加;另一方面,随着vps的增加,沟道的不均匀性增大,即沟道电阻增加,i应该下降,但是在vps较小时,沟道的不均匀性不明显,在漏极附近的区域内沟道仍然较宽,即vps对沟道电阻影响不大,故i随vps增加而几乎呈线性地增加。随着vps的进一步增加,靠近漏极一端的P+N结上承受的反向电压增大,这里的耗尽层相应变宽,沟道电阻相应增加,i随vps上升的速度趋缓
(c)在vDS较小时, iD随vDS增加而几乎呈线性地 增加,它对iD的影响应从两个角度来分析: 一方面vDS增加时,沟道的电场强度增大, iD 随着增加;另一方面,随着vDS的增加,沟道的不 均匀性增大,即沟道电阻增加, iD应该下降,但 是在vDS较小时,沟道的不均匀性不明显,在漏极 附近的区域内沟道仍然较宽,即vDS对沟道电阻影 响不大,故iD随vDS增加而几乎呈线性地增加。 随着vDS的进一步增加,靠近漏极一端的P+N 结上承受的反向电压增大,这里的耗尽层相应变 宽,沟道电阻相应增加,iD随vDS上升的速度趋缓。 4.1 结型 场效应管