MOS管的伏安特性曲線和大信號特性方程

2023/7/212MOS管的伏安特性曲線和大信號特性方程一、一階V/I特性（以E型NMOSFET為例）(2)線性區(qū)條件：vGS≥VTH,0≤vDS≤(vGS-VTH)電流方程：式中：βn是管子的增益系數(shù)，單位為mA/V2式中：μn是NMOS管溝道中電子的遷移率；Cox是

氧化層單位面積電容量；W/L是溝道寬度與長度之比（式）

P35(1)截止區(qū)條件：vGS<VTH2023/7/2133.飽和區(qū)（恒流區(qū)）條件：vGS≥VTH,vDS≥(vGS-VTH)可見iD和vGS成平方率關(guān)系。（式）參見P37圖1.4.16中相應(yīng)虛線。4.擊穿區(qū)E型NMOS輸出特性2023/7/214E型PMOSFET的一階V/I特性(2)線性區(qū)條件：|vGS|≥|VTH|,0≤|vDS|≤|vGS|-|VTH|式中：μp是PMOS管溝道中空穴的遷移率；Cox是

氧化層單位面積電容量；W/L是溝道寬度與長度之比（式）（式）(1)截止區(qū)條件：|vGS|<|VTH|(2)飽和區(qū)條件：|vGS|≥|VTH|,|vDS|≥|vGS|-|VTH|2023/7/215與和JFET相同的是，IDSS和VGS(off)是描述它們特性的重要

參數(shù)。JFET和D型NMOS管都是耗盡型，故用相同的符號

VGS(off)表示夾斷電壓。增強型管用VGS(th)表示開啟電壓。D型NMOSFETD型PMOSFET2023/7/216四種MOS的關(guān)系：曲線關(guān)系！E型PMOS。輸出特性曲線處于第三象限E型NMOSN、P原點對稱！D型NMOSD、E平移！思考題：四種MOS管的表達(dá)式有何關(guān)系？課后整理成表格形式！2023/7/217二、二階效應(yīng)

在vBS≠0的情況下，vBS對導(dǎo)電溝道也有一定的控制能力，

這種現(xiàn)象稱為體效應(yīng)或襯底調(diào)制效應(yīng)。vBS通過改變VGS(th)的值改變

iD的值，因而vBS對iD有控制作

用，B極又稱為背柵。背柵如：當(dāng)vBS<0時，加BS間反偏電壓，使PN結(jié)耗盡區(qū)擴展增厚，使得VGS(th)的值增加。1.背柵控制特性2023/7/2182.溝道長度調(diào)制效應(yīng)

飽和區(qū)（恒流區(qū)）iD隨vDS增加而稍有斜升（式）P40式中：λ是溝道調(diào)制系數(shù)，典型值為-1條件：vGS≥VTH,vDS≥(vGS-VTH)2023/7/2191.4.4aFET的小信號模型JFET的小信號模型(補充)小信號條件：VgsmGS(off)式中：gm是JFET在小信號下工作在放大區(qū)時的正向傳輸跨導(dǎo)。

rds是JFET在放大區(qū)的小信號輸出電阻。2023/7/2110式中：gm0是VGS=0時的跨導(dǎo)。可見，gm是IDSS、VGS(off)和靜態(tài)工作電流ID決定的。若：ID=1mA，設(shè)－1

則rds=100kΩ因PN結(jié)反偏，rgs數(shù)值非常大，108～1012Ω2023/7/2111JFET的低頻小信號模型：柵源電阻非常大，可近似認(rèn)為開路數(shù)值上為gmvgs的受控電流源輸出電阻