MV64440-B1NBAY-C200导电沟道及jD的控制作用

mv64440-b1nbay-c200常量所以vgs2=ycs=常量。电流源就工作在y~r特性曲线的水平段(即饱和区)。设f=rref,根据基准电流jref可确定工作点q,求出电流源在q点附近的动态输出电阻δun=u|g

输出特性曲线、负载线及电压传输特性,t2为负载管,与图5.2.12b相似的负载曲线和放大管的输出特性曲线如图5.2.12c所示。由图5.2.12a可见,osd2+uds1=ydd,i1=i2,当ods1≈ydd时,vsd2≈0。因此,在图c中将rl管输出特性上的j1=0、2>ds1=ydd看成负载管u/-j特性的原点。图d是图5.2.12a所示cmos放大电路的电压传输特性。图中m点是t1的预夹断点,ⅳ点是t2进入饱和区的临界点(预夹断点)。为保证放大器正常工作,即t1、t2都工作于饱和区,o点应处于u、ⅳ两点中间。当放大器工作在o点,相应的us1和吒d2值如图5.2.12c所示,且yds1+ysd2=ydd。

利用小信号等效电路求电压增益,由图5.2.12a可知,1,cs2=ycs=常量,所以从漏极看入的t2相当一个等效电阻,即ro=rds2。因此,图5.2.12a所示放大电路的小信号等效电路如图5.2.13所示。考虑到t1的衬底和源极连在一起接地,而t2的衬底和源极连在一起接ydd,因此该电路不存在体效应。由图5.2.13可求出小信号电压增益为

u=f=-gm1(rdsl‖rds2)     (5.2.23)

uci=0gsl

vo=s2,图5.2.13 图5.2.18a的小信号等效电路

                                  

式(5.2.23)表明,电压增益正比于放大管t1和负载管t2输出电阻rds1和rds2的并联值。

cmos放大电路是集成mos放大电路中用得较多的一种,与带增强型负载管的nmos e/e放大电路(见图题5.2.8)和带耗尽型负载管的nmos e/d放大电路(见图题5.2.6)比较,其主要特点是,电压增益较高[典型值单级可达(30~60)db],功耗低,但制造工艺复杂。

gm=vgs1'd1=ds2场效应管放大电路,一块n型半导体材料两边扩散高浓度的p型区(用p+表示),形成两个pn结。两边p+型区引出两个欧姆接触电极并连在一起称为栅极g,在n型本体材料的两端各引出一个欧姆接触电极,分别称为源极s和漏极d。两个pn结中间的n型区域称为导电沟道。这种结构称为n型沟道jfet。图5.3.1b是它的代表符号,其中箭头的方向表示栅结正向偏置时,栅极电流的方向是由p指向n,故从符号上就可识别d、s之间是n沟道。

实际的n沟道jfet的剖面图如图5.3.1c所示。图中衬底和中间顶部都是p+型半导体,它们连接在一起(图中未画出),称为栅极g。分别与源极s和漏极d相连的n+区,是通过光刻和扩散等工艺来完成的隐埋层,其作用是为源极s、漏极d提供低阻通路。三个电极s、g、d分别由不同的铝接触层引出。

按照类似的方法,可以制成p沟道jfet,如图5.3.2所示,图5.3.2 p沟道jfet,(a)结构示意图 (b)代表符号.

                                    

工作原理,下面以n沟道jfet为例,分析jfet的工作原理。n沟道jfeit工作时,在栅极与源极间需加一负电压(vgs(0),使栅极、沟道间的pn结反偏,栅极电流ig≈0,场效应管呈现高达107ω以上的输人电阻。在漏极与源极间加一正电压(ids>0),使n沟道中的多数载流子(电子)在电场作用下由源极向漏极运动,形成电流id。jd的大小受vcs控制。因此,讨论jfet的工作原理同样是讨论ogs对id的控制作用和uds对jd的影响。

vcs对导电沟道及jd的控制作用,为了讨论方便,先假设t ds=0。当vgs由零往负向增大时,在反偏电压vcs作用下,两个pn结的耗尽层(即耗尽区)将加宽,使导电沟道变窄,沟道电阻场效应管放大电路.

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曲线电流源常量负载控制

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