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場(chǎng)效應(yīng)管晶體管工作原理

信息來(lái)源:本站 日期:2017-06-29 

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場(chǎng)效應(yīng)管晶體管工作原理

場(chǎng)效應(yīng)管晶體管工作原理:

解MESFET的工作原理,我們考慮柵帔下方的部分,如圖7.lo(b)所示.我們將源極接地,而柵極電壓與漏極電壓是相對(duì)源極測(cè)量而得.正常工作情形下,柵極電壓為零或是被iju以反向偏醫(yī),而漏搬電壓為零或是被加以正向偏壓.也就是說(shuō)'VG≤0而VD≥0.由于溝道為n型材料,此器件被稱(chēng)為n溝道MESFET.在大多數(shù)的應(yīng)用中是采用n溝道MESFET而非p溝道MESFET,這是肉為n溝道器件具有較高的電子遷移率.

溝道電阻可被表示為 :


其中ND是施主濃度.A[=z(a一W)]是電流流動(dòng)的截面積,而w是肖特基勢(shì)壘的耗盡區(qū)寬度.



當(dāng)沒(méi)有外加?xùn)艠O電壓且VD很小時(shí),如圖7.11(a.)所示,溝道中有很小的漏極電流ID流通.此電流大小為VD/R.其中R為式(24)所表示的溝道電阻.因此,電流隨漏極電壓呈線性變化.當(dāng)然,對(duì)任意漏極電壓而言,溝道電壓足由源極端的零漸增為漏極端的VD.因此,沿著源極到漏極肖特基勢(shì)壘的反向偏壓漸強(qiáng).當(dāng)VD增加.W也隨著增加而電流流動(dòng)的平均截面積減小,溝道電阻R也因此增加,這使得電流以較緩慢的速率增加.


隨營(yíng)漏極電壓的持續(xù)增加,最終將使得耗盡區(qū)接觸到半絕緣襯底,如圖7.ll(b)所示.此現(xiàn)象的發(fā)生是當(dāng)漏傲9Vd有W=a.由式(7),令V=-VDsat,可以求出相對(duì)應(yīng)的漏極電壓值,稱(chēng)為飽和電壓(sat uration  voltage)VDsat:



在此漏極電壓時(shí),源極和漏投將會(huì)被夾斷(pinched off)或說(shuō)是被反向偏壓的耗盡區(qū)完全分隔開(kāi).圖7,ll(b)中的位置P即稱(chēng)為夾斷點(diǎn),在此點(diǎn)有o個(gè)很大的漏極電流稱(chēng)為飽和電流(saturation current)IDsat,,可泣過(guò)耗盡區(qū),這與注入載流子到雙極猁品體管的集基結(jié)反向偏壓時(shí)所形成的耗盡區(qū)的情形相似.


對(duì)n溝道MESFET而言,柵極電壓相對(duì)于源極為負(fù)值,所以我們?cè)谑?26)以及其后的式子中,使用VG的絕對(duì)值.由式(26)可以看出,外加的柵極電壓VG使得開(kāi)始發(fā)生夾斷時(shí)所需的漏極電壓減小了VG的值為



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