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MOS管輸出特性曲線 方程等分析 讓你看得明明白白-KIA MOS管

信息來(lái)源:本站 日期:2020-05-15 

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MOS管輸出特性曲線 方程等分析 讓你看得明明白白

MOS管輸出特性曲線詳解,我們知道,三極管是利用Ib的電流去控制電流Ic的,所以說(shuō)三極管是電流控制電流的器件。

MOS管輸出特性曲線


而MOS管是利用Ugs的電壓去控制電流Id的,所以說(shuō)MOS管是電壓控制電流的器件。對(duì)于N溝道增強(qiáng)型的MOS管,當(dāng)Ugs>Ugs(th)時(shí),MOS就會(huì)開(kāi)始導(dǎo)通,如果在D極和S極之間加上一定的電壓,就會(huì)有電流Id產(chǎn)生。


在一定的Uds下,D極電流Id的大小是與G極電壓Ugs有關(guān)的。我們先來(lái)看一下MOS管的輸出特性曲線,MOS管的輸出特性可以分為三個(gè)區(qū):截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)。

MOS管輸出特性曲線

MOSFET輸出特性曲線


截止區(qū):當(dāng)滿(mǎn)足Ugs

截止區(qū)在輸出特性最下面靠近橫坐標(biāo)的部分,表示MOS管不能導(dǎo)電,處在截止?fàn)顟B(tài)。截止區(qū)也叫夾斷區(qū),在該區(qū)時(shí)溝道全部夾斷,電流Id為0,管子不工作。


恒流區(qū):當(dāng)滿(mǎn)足Ugs≥Ugs(th),且Uds≥Ugs-Ugs(th),MOS管進(jìn)入恒流區(qū)。

恒流區(qū)在輸出特性曲線中間的位置,電流Id基本不隨Uds變化,Id的大小主要決定于電壓Ugs,所以叫做恒流區(qū),也叫飽和區(qū),當(dāng)MOS用來(lái)做放大電路時(shí)就是工作在恒流區(qū)(飽和區(qū))。

注:MOS管輸出特性的恒流區(qū)(飽和區(qū)),相當(dāng)于三極管的放大區(qū)。


可變電阻區(qū):當(dāng)滿(mǎn)足Ugs>Ugs(th),且Uds

可變電阻區(qū)在輸出特性的最左邊,Id隨著Uds的增加而上升,兩者基本上是線性關(guān)系,所以可以看作是一個(gè)線性電阻,當(dāng)Ugs不同電阻的阻值就會(huì)不同,所以在該區(qū)MOS管相當(dāng)就是一個(gè)由Ugs控制的可變電阻。擊穿區(qū)在輸出特性左邊區(qū)域,隨著Uds增大,PN結(jié)承受太大的反向電壓而被擊穿,工作時(shí)應(yīng)該避免讓管子工作在該區(qū)域。根據(jù)MOS管的輸出特性曲線,比如下圖是取Uds=10V的點(diǎn),然后用作圖的方法,可取得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性曲線。

MOS管輸出特性曲線


轉(zhuǎn)移特性是表示Uds不變時(shí),Id與Ugs之間的關(guān)系。在上圖的轉(zhuǎn)移特性曲線上,我們可以看到當(dāng)Ugs大于4V時(shí),Id大幅度增加,而當(dāng)Ugs到達(dá)6V時(shí),Id達(dá)到了最大值。


mos管特性曲線和電流方程及參數(shù)詳解

(一)mos管特性曲線、電流方程

MOS管輸出特性曲線


1、mos管特性曲線-輸出特性曲線:N溝道增強(qiáng)型MOS管的輸出特性曲線如圖1(a)所示。與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一樣,其輸出特性曲線也可分為可變電阻區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)幾部分。


2、mos管特性曲線-轉(zhuǎn)移特性曲線:轉(zhuǎn)移特性曲線如圖1(b)所示,由于場(chǎng)效應(yīng)管作放大器件使用時(shí)是工作在飽和區(qū)(恒流區(qū)),此時(shí)iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎是重合的,所以可用vDS大于某一數(shù)值(vDS>vGS-VT)后的一條轉(zhuǎn)移特性曲線代替飽和區(qū)的所有轉(zhuǎn)移特性曲線。


iD與vGS的近似關(guān)系

與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相類(lèi)似。在飽和區(qū)內(nèi),iD與vGS的近似關(guān)系式為:

MOS管輸出特性曲線


式中IDO是vGS=2VT時(shí)的漏極電流iD。


(二)參數(shù)

MOS管的主要參數(shù)與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管基本相同,只是增強(qiáng)型MOS管中不用夾斷電壓VP ,而用開(kāi)啟電壓VT表征管子的特性。


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