åºæåºç®¡
æ ¹æ®ä¸æ管çåçå¼ååºçæ°ä¸ä»£æ¾å¤§å
件ï¼æ3个ææ§ï¼æ
æï¼æ¼æï¼æºæï¼å®çç¹ç¹æ¯æ
æçå
é»æé«ï¼éç¨äºæ°§åç¡
ææçå¯ä»¥è¾¾å°å ç¾å
欧ï¼å±äºçµåæ§å¶åå¨ä»¶
--------------------------------------------------------------
1.æ¦å¿µ:
åºæåºæ¶ä½ç®¡ï¼Field Effect Transistor缩å(FET)ï¼ç®ç§°åºæåºç®¡.ç±å¤æ°è½½æµååä¸å¯¼çµ,ä¹ç§°ä¸ºåæåæ¶ä½ç®¡.å®å±äºçµåæ§å¶åå导ä½å¨ä»¶.
ç¹ç¹:
å
·æè¾å
¥çµé»é«ï¼108ï½109Ωï¼ãåªå£°å°ãåèä½ãå¨æèå´å¤§ãæäºéæã没æäºæ¬¡å»ç©¿ç°è±¡ãå®å
¨å·¥ä½åºå宽çä¼ç¹,ç°å·²æ为åæåæ¶ä½ç®¡ååçæ¶ä½ç®¡ç强大ç«äºè
.
ä½ç¨:
åºæåºç®¡å¯åºç¨äºæ¾å¤§.ç±äºåºæåºç®¡æ¾å¤§å¨çè¾å
¥é»æå¾é«,å æ¤è¦åçµå®¹å¯ä»¥å®¹éè¾å°,ä¸å¿
使ç¨çµè§£çµå®¹å¨.
åºæåºç®¡å¯ä»¥ç¨ä½çµåå¼å
³.
åºæåºç®¡å¾é«çè¾å
¥é»æé常éåä½é»æåæ¢.常ç¨äºå¤çº§æ¾å¤§å¨çè¾å
¥çº§ä½é»æåæ¢.åºæåºç®¡å¯ä»¥ç¨ä½å¯åçµé».åºæåºç®¡å¯ä»¥æ¹ä¾¿å°ç¨ä½ææµæº.
2.åºæåºç®¡çåç±»:
åºæåºç®¡åç»åãç»ç¼æ
å(MOS)两大类
ææ²éææ:ç»ååç»ç¼æ
åååNæ²éåPæ²é两ç§.
æ导çµæ¹å¼:èå°½åä¸å¢å¼ºå,ç»ååºæåºç®¡å为èå°½å,ç»ç¼æ
ååºæåºç®¡æ¢æèå°½åç,ä¹æå¢å¼ºåçã
åºæåºæ¶ä½ç®¡å¯å为ç»åºæåºæ¶ä½ç®¡åMOSåºæåºæ¶ä½ç®¡,èMOSåºæåºæ¶ä½ç®¡åå为Næ²èå°½ååå¢å¼ºå;Pæ²èå°½ååå¢å¼ºåå大类.è§ä¸å¾ :
3.åºæåºç®¡ç主è¦åæ° :
Idss â 饱åæ¼æºçµæµ.æ¯æç»åæèå°½åç»ç¼æ
åºæåºç®¡ä¸,æ
æçµåUGS=0æ¶çæ¼æºçµæµ.
Up â 夹æçµå.æ¯æç»åæèå°½åç»ç¼æ
åºæåºç®¡ä¸,使æ¼æºé´åæªæ¢æ¶çæ
æçµå.
Ut â å¼å¯çµå.æ¯æå¢å¼ºåç»ç¼æ
åºæ管ä¸,使æ¼æºé´å导éæ¶çæ
æçµå.
gM â 跨导.æ¯è¡¨ç¤ºæ
æºçµåUGS â 对æ¼æçµæµIDçæ§å¶è½å,å³æ¼æçµæµIDååéä¸æ
æºçµåUGSååéçæ¯å¼.gM æ¯è¡¡éåºæåºç®¡æ¾å¤§è½åçéè¦åæ°.
BVDS â æ¼æºå»ç©¿çµå.æ¯ææ
æºçµåUGSä¸å®æ¶,åºæåºç®¡æ£å¸¸å·¥ä½æè½æ¿åçæ大æ¼æºçµå.è¿æ¯ä¸é¡¹æéåæ°,å å¨åºæåºç®¡ä¸çå·¥ä½çµåå¿
é¡»å°äºBVDS.
PDSM â æ大èæ£åç,ä¹æ¯ä¸é¡¹æéåæ°,æ¯æåºæåºç®¡æ§è½ä¸ååæ¶æå
许çæ大æ¼æºèæ£åç.使ç¨æ¶,åºæåºç®¡å®é
åèåºå°äºPDSM并çæä¸å®ä½é.
IDSM â æ大æ¼æºçµæµ.æ¯ä¸é¡¹æéåæ°,æ¯æåºæåºç®¡æ£å¸¸å·¥ä½æ¶,æ¼æºé´æå
许éè¿çæ大çµæµ.åºæåºç®¡çå·¥ä½çµæµä¸åºè¶
è¿IDSM
4.ç»ååºæåºç®¡ç管èè¯å«:
å¤å®æ
æG:å°ä¸ç¨è¡¨æ¨è³RÃ1kæ¡£,ç¨ä¸ç¨è¡¨çè´æä»»ææ¥ä¸çµæ,å¦ä¸åªè¡¨ç¬ä¾æ¬¡å»æ¥è§¦å
¶ä½ç两个æ,æµå
¶çµé».è¥ä¸¤æ¬¡æµå¾ççµé»å¼è¿ä¼¼ç¸ç,åè´è¡¨ç¬ææ¥è§¦ç为æ
æ,å¦å¤ä¸¤çµæ为æ¼æåæºæ.æ¼æåæºæäºæ¢,è¥ä¸¤æ¬¡æµåºççµé»é½å¾å¤§,å为Næ²é;è¥ä¸¤æ¬¡æµå¾çé»å¼é½å¾å°,å为Pæ²é.
å¤å®æºæSãæ¼æD:
å¨æº-æ¼ä¹é´æä¸ä¸ªPNç»,å æ¤æ ¹æ®PNç»æ£ãååçµé»åå¨å·®å¼,å¯è¯å«Sæä¸Dæ.ç¨äº¤æ¢è¡¨ç¬æ³æµä¸¤æ¬¡çµé»,å
¶ä¸çµé»å¼è¾ä½ï¼ä¸è¬ä¸ºå å欧è³åå å欧ï¼çä¸æ¬¡ä¸ºæ£åçµé»,æ¤æ¶é»è¡¨ç¬çæ¯Sæ,红表ç¬æ¥Dæ.
5.常æåºç®¡ä¸æ¶ä½ä¸æ管çæ¯è¾
åºæåºç®¡æ¯çµåæ§å¶å
件,èæ¶ä½ç®¡æ¯çµæµæ§å¶å
件.å¨åªå
许ä»ä¿¡å·æºåè¾å°çµæµçæ
åµä¸,åºéç¨åºæåºç®¡;èå¨ä¿¡å·çµåè¾ä½,åå
许ä»ä¿¡å·æºåè¾å¤çµæµçæ¡ä»¶ä¸,åºéç¨æ¶ä½ç®¡.
åºæåºç®¡æ¯å©ç¨å¤æ°è½½æµå导çµ,æ以称ä¹ä¸ºåæåå¨ä»¶,èæ¶ä½ç®¡æ¯å³æå¤æ°è½½æµå,ä¹å©ç¨å°æ°è½½æµå导çµ,被称ä¹ä¸ºåæåå¨ä»¶.
æäºåºæåºç®¡çæºæåæ¼æå¯ä»¥äºæ¢ä½¿ç¨,æ
åä¹å¯æ£å¯è´,çµæ´»æ§æ¯æ¶ä½ç®¡å¥½.
åºæåºç®¡è½å¨å¾å°çµæµåå¾ä½çµåçæ¡ä»¶ä¸å·¥ä½,èä¸å®çå¶é å·¥èºå¯ä»¥å¾æ¹ä¾¿å°æå¾å¤åºæåºç®¡éæå¨ä¸åç¡
çä¸,å æ¤åºæåºç®¡å¨å¤§è§æ¨¡éæçµè·¯ä¸å¾å°äºå¹¿æ³çåºç¨.
ä¸ãåºæåºç®¡çç»æåçåç¹æ§ åºæåºç®¡æç»ååç»ç¼æ
两ç§ç»æï¼æ¯ç§ç»æåæNæ²éåPæ²é两ç§å¯¼çµæ²éã
1ãç»ååºæåºç®¡ï¼JFETï¼
ï¼1ï¼ç»æåç å®çç»æå符å·è§å¾1ãå¨Nåç¡
æ£ä¸¤ç«¯å¼åºæ¼æDåæºæS两个çµæï¼åå¨ç¡
æ£ç两侧ååä¸ä¸ªPåºï¼å½¢æ两个PNç»ãå¨Påºå¼åºçµæ并è¿æ¥èµ·æ¥ï¼ç§°ä¸ºæ
æGoè¿æ ·å°±ææäºNåæ²éçåºæåºç®¡
å¾1ãNæ²éç»æååºæåºç®¡çç»æå符å·
ç±äºPNç»ä¸çè½½æµåå·²ç»èå°½ï¼æ
PNåºæ¬ä¸æ¯ä¸å¯¼çµçï¼å½¢æäºæè°èå°½åºï¼ä»å¾1ä¸å¯è§ï¼å½æ¼æçµæºçµåEDä¸å®æ¶ï¼å¦ææ
æçµåè¶è´ï¼PNç»äº¤çé¢æå½¢æçèå°½åºå°±è¶åï¼åæ¼ãæºæä¹é´å¯¼çµçæ²éè¶çªï¼æ¼æçµæµIDå°±æå°ï¼åä¹ï¼å¦ææ
æçµå没æé£ä¹è´ï¼åæ²éå宽ï¼IDå大ï¼æ以ç¨æ
æçµåEGå¯ä»¥æ§å¶æ¼æçµæµIDçååï¼å°±æ¯è¯´ï¼åºæåºç®¡æ¯çµåæ§å¶å
件ã
ï¼2ï¼ç¹æ§æ²çº¿
1ï¼è½¬ç§»ç¹æ§
å¾2ï¼aï¼ç»åºäºNæ²éç»ååºæåºç®¡çæ
å---æ¼æµç¹æ§æ²çº¿ï¼ç§°ä¸ºè½¬ç§»ç¹æ§æ²çº¿ï¼å®åçµå管çå¨æç¹æ§æ²çº¿é常ç¸ä¼¼ï¼å½æ
æçµåVGS=0æ¶çæ¼æºçµæµãç¨IDSS表示ãVGSåè´æ¶ï¼IDéæ¸åå°ãIDæ¥è¿äºé¶çæ
æçµå称为夹æçµåï¼ç¨VP表示ï¼å¨0â¥VGSâ¥VPçåºæ®µå
ï¼IDä¸VGSçå
³ç³»å¯è¿ä¼¼è¡¨ç¤ºä¸ºï¼
ID=IDSSï¼1-|VGS/VP|ï¼
å
¶è·¨å¯¼gm为ï¼gm=ï¼â³ID/â³VGSï¼|VDS=常微ï¼å¾®æ¬§ï¼|
å¼ä¸ï¼â³ID------æ¼æçµæµå¢éï¼å¾®å®ï¼
------â³VGS-----æ
æºçµåå¢éï¼ä¼ï¼
å¾2ãç»ååºæåºç®¡ç¹æ§æ²çº¿
2ï¼æ¼æç¹æ§ï¼è¾åºç¹æ§ï¼
å¾2(b)ç»åºäºåºæåºç®¡çæ¼æç¹æ§æ²çº¿ï¼å®åæ¶ä½ä¸æ管çè¾åºç¹æ§æ²çº¿ å¾ç¸ä¼¼ã
â å¯åçµé»åºï¼å¾ä¸Iåºï¼å¨IåºéVDSæ¯è¾å°ï¼æ²éçµé»éæ
åVGSèæ¹åï¼æ
称为å¯åçµé»åºãå½æ
åä¸å®æ¶ï¼æ²éçµé»ä¸ºå®å¼ï¼IDéVDSè¿ä¼¼çº¿æ§å¢å¤§ï¼å½VGSï¼VPæ¶ï¼æ¼æºæé´çµé»å¾å¤§ï¼å
³æï¼ãIP=0ï¼å½VGS=0æ¶ï¼æ¼æºæé´çµé»å¾å°ï¼å¯¼éï¼ï¼ID=IDSSãè¿ä¸ç¹æ§ä½¿åºæåºç®¡å
·æå¼å
³ä½ç¨ã
â¡ææµåºï¼åºä¸IIåºï¼å½æ¼æçµåVDS继ç»å¢å¤§å°VDSï¼|VP|æ¶ï¼æ¼æçµæµï¼IPè¾¾å°äºé¥±åå¼ååºæ¬ä¿æä¸åï¼è¿ä¸åºç§°ä¸ºææµåºæ饱ååºï¼å¨è¿éï¼å¯¹äºä¸åçVGSæ¼æç¹æ§æ²çº¿è¿ä¼¼å¹³è¡çº¿ï¼å³IDä¸VGSæ线æ§å
³ç³»ï¼æ
å称线æ§æ¾å¤§åºã
â¢å»ç©¿åºï¼å¾ä¸â
¢åºï¼å¦æVDS继ç»å¢å ï¼ä»¥è³è¶
è¿äºPNç»æè½æ¿åççµåè被å»ç©¿ï¼æ¼æçµæµIDçªç¶å¢å¤§ï¼è¥ä¸å éå¶æªæ½ï¼ç®¡åå°±ä¼ç§åã
2ãç»ç¼æ
åºæåºç®¡
å®æ¯ç±éå±ãæ°§åç©åå导ä½æç»æï¼æ以å称为éå±---æ°§åç©---å导ä½åºæåºç®¡ï¼ç®ç§°MOSåºæåºç®¡ã
ï¼1ï¼ç»æåç
å®çç»æãçµæå符å·è§å¾3æ示ï¼ä»¥ä¸åPåèç¡
çä½ä¸ºè¡¬åºï¼å¨å®ä¸é¢æ©æ£ä¸¤ä¸ªé«æè´¨çNååºï¼ä½ä¸ºæºæSåæ¼æDãå¨ç¡
ç表è¦çä¸å±ç»ç¼ç©ï¼ç¶ååç¨éå±éå¼åºä¸ä¸ªçµæGï¼æ
æï¼ç±äºæ
æä¸å
¶å®çµæç»ç¼ï¼æ以称为ç»ç¼æ
åºé¢æåºç®¡ã
å¾3ãNæ²éï¼èå°½åï¼ç»ç¼æ
åºæåºç®¡ç»æå符å·
å¨å¶é 管åæ¶ï¼éè¿å·¥èºä½¿ç»ç¼å±ä¸åºç°å¤§éæ£ç¦»åï¼æ
å¨äº¤çé¢çå¦ä¸ä¾§è½æåºåºè¾å¤çè´çµè·ï¼è¿äºè´çµè·æé«æ¸æè´¨çNåºæ¥éï¼å½¢æäºå¯¼çµæ²éï¼å³ä½¿å¨VGS=0æ¶ä¹æè¾å¤§çæ¼æçµæµIDãå½æ
æçµåæ¹åæ¶ï¼æ²éå
被æåºççµè·éä¹æ¹åï¼å¯¼çµæ²éç宽çªä¹éä¹èåï¼å èæ¼æçµæµIDéçæ
æçµåçååèååã
åºæåºç®¡çå¼ä½æ¹å¼æ两ç§ï¼å½æ
å为é¶æ¶æè¾å¤§æ¼æçµæµç称为èæ£åï¼å½æ
å为é¶ï¼æ¼æçµæµä¹ä¸ºé¶ï¼å¿
é¡»åå ä¸å®çæ
åä¹åæææ¼æçµæµç称为å¢å¼ºåã
ï¼2ï¼ç¹æ§æ²çº¿
1ï¼è½¬ç§»ç¹æ§ï¼æ
å----æ¼æµç¹æ§ï¼
å¾4ï¼aï¼ç»åºäºNæ²éèå°½åç»ç¼æ
åºæåºç®¡ç转移è¡æ§æ²çº¿ï¼å¾ä¸Vp为夹æçµåï¼æ
æºæªæ¢çµåï¼ï¼IDSS为饱åæ¼çµæµã
å¾4ï¼bï¼ç»åºäºNæ²éå¢å¼ºåç»ç¼æ
åºæ管ç转移ç¹æ§æ²çº¿ï¼å¾ä¸Vr为å¼å¯çµåï¼å½æ
æçµåè¶
è¿VTæ¶ï¼æ¼æçµæµæå¼å§æ¾èå¢å ã
2ï¼æ¼æç¹æ§ï¼è¾åºç¹æ§ï¼
å¾5ï¼aï¼ç»åºäºNæ²éèå°½åç»ç¼æ
åºæåºç®¡çè¾åºç¹æ§æ²çº¿ã
å¾5(b)为Næ²éå¢å¼ºåç»ç¼æ
åºæåºç®¡çè¾åºç¹æ§æ²çº¿ ã
å¾4ãNæ²éMOSåºæ管ç转移ç¹æ§æ²çº¿
å¾5ãNæ²éMOSåºæåºç®¡çè¾åºç¹æ§æ²çº¿
æ¤å¤è¿æN衬åºPæ²éï¼è§å¾1ï¼çåºæåºç®¡ï¼äº¦å为èå°½åå·å¢å¼ºå两ç§ï¼
åç§åºæåºå¨ä»¶çåç±»ï¼çµå符å·å主è¦ä¼å®ç¹æ§ï¼è½¬ç§»ç¹æ§ãè¾åºç¹æ§ï¼ äºãåºæåºç®¡ç主è¦åæ°
1ã夹æçµåVP
å½VDS为æä¸åºå®æ°å¼ï¼ä½¿IDSçäºæä¸å¾®å°çµæµæ¶ï¼æ
æä¸æå çååVGSå°±æ¯å¤¹æçµåVPã
2ã饱åæ¼çµæµIDSS
å¨æºãæ
æçè·¯æ¡ä»¶ä¸ï¼æ¼æºé´æå ççµå大äºVPæ¶çæ¼æçµæµç§°ä¸ºIDSSã
3ãå»ç©¿çµåBVDS
表示æ¼ãæºæé´æè½æ¿åçæ大çµåï¼å³æ¼æ饱åçµæµå¼å§ä¸åè¿å
¥å»ç©¿åºæ¶å¯¹åºçVDSã
4ãç´æµè¾å
¥çµé»RGS
å¨ä¸å®çæ
æºçµåä¸ï¼æ
ãæºä¹é´çç´æµçµé»ï¼è¿ä¸ç¹æ§æ以æµè¿æ
æççµæµæ¥è¡¨ç¤ºï¼ç»ååºæåºç®¡çRGSå¯è¾¾1000000000欧èç»ç¼æ
åºæåºç®¡çRGSå¯è¶
è¿10000000000000欧ã
5ãä½é¢è·¨å¯¼gm
æ¼æçµæµçå¾®åéä¸å¼èµ·è¿ä¸ªååçæ
æºçµåå¾®æ°åéä¹æ¯ï¼ç§°ä¸ºè·¨å¯¼ï¼å³
gm= â³ID/â³VGS
å®æ¯è¡¡éåºæåºç®¡æ
æºçµå对æ¼æçµæµæ§å¶è½åçä¸ä¸ªåæ°ï¼ä¹æ¯è¡¡éæ¾å¤§ä½ç¨çéè¦åæ°ï¼æ¤åçµæ常以æ
æºçµååå1ä¼æ¶ï¼æ¼æç¸åºååå¤å°å¾®å®ï¼Î¼A/Vï¼æ毫å®ï¼mA/Vï¼æ¥è¡¨ç¤º
åèèµæï¼http://bk.baidu.com/view/3964.html