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场效应管在预夹断后,为什么VDS在较大的范围内变化时,漏极电流ID保持基本不变?

2014-12-24 08:35| 编辑:电工学习网| 查看: 19240| 评论: 0

本题所述的状态,实际上是场效应管处于恒流区的工作情况。为了能解释清楚场效应管的恒流区,本题以增强型N沟道场效应管为例。

        图1所示为增强型N沟道场效应管的内部结构图,图中P型衬底上扩散了两个高浓度的N+区,在器件表面生成一层SiO2绝缘层,并引出三个电极。

图1 增强型N沟道场效应管的内部结构和电路

        学习场效应管的时候我们知道,当VGS电压大于开启电压VT后,在SiO2层下方两个高浓度N+区之间会感应生成电子层(由于该层载流子为电子,与衬底P的多子—空穴相反,所以也称反型层),即形成导电沟道。如果此时再加上VDD电压并逐渐增大,则靠近漏极端的VGD(=VGS-VDS)电压会逐渐减小,并趋向反向。因此,两个高浓度N+区间感应的电子层会在靠源极端厚,靠近漏极端簿的楔型形状,如图2所示。

图2 VGS-VDS=VGD>VT时的沟道(沟道尚未夹断的情况)

        调节VDD,使VDS增加,当VGD=VT时,漏极端的感应电子层正好消失,这时的沟道称为预夹断。由于预夹断处沟道内电子无法停留,所以此时整个沟道的电阻几乎都集中在预夹断点上。此后,当VDS增加时,预夹断点将向源极延伸。在延伸的过程中,可以证明预夹断点延伸的长度Δ将和VDS的增加速率成正比。因此,在VDS≥VT的一个较大范围内,场效应管表现出其漏极电流基本不变的特性。

图3 VGS-VDS<VT沟道预夹断后的情况

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