MOS管輸出特性曲線(xiàn) 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
MOS管輸出特性曲線(xiàn)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。
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。對于N溝道增強型的MOS管,當Ugs>Ugs(th)時(shí),MOS就會(huì )開(kāi)始導通,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(xiàn),MOS管的輸出特性可以分為三個(gè)區:截止區、恒流區、可變電阻區。
MOSFET輸出特性曲線(xiàn)
截止區:當滿(mǎn)足Ugs
截止區在輸出特性最下面靠近橫坐標的部分,表示MOS管不能導電,處在截止狀態(tài)。截止區也叫夾斷區,在該區時(shí)溝道全部夾斷,電流Id為0,管子不工作。
恒流區:當滿(mǎn)足Ugs≥Ugs(th),且Uds≥Ugs-Ugs(th),MOS管進(jìn)入恒流區。
恒流區在輸出特性曲線(xiàn)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,也叫飽和區,當MOS用來(lái)做放大電路時(shí)就是工作在恒流區(飽和區)。
注:MOS管輸出特性的恒流區(飽和區),相當于三極管的放大區。
可變電阻區:當滿(mǎn)足Ugs>Ugs(th),且Uds
可變電阻區在輸出特性的最左邊,Id隨著(zhù)Uds的增加而上升,兩者基本上是線(xiàn)性關(guān)系,所以可以看作是一個(gè)線(xiàn)性電阻,當Ugs不同電阻的阻值就會(huì )不同,所以在該區MOS管相當就是一個(gè)由Ugs控制的可變電阻。擊穿區在輸出特性左邊區域,隨著(zhù)Uds增大,PN結承受太大的反向電壓而被擊穿,工作時(shí)應該避免讓管子工作在該區域。根據MOS管的輸出特性曲線(xiàn),比如下圖是取Uds=10V的點(diǎn),然后用作圖的方法,可取得到相應的轉移特性曲線(xiàn)。
轉移特性是表示Uds不變時(shí),Id與Ugs之間的關(guān)系。在上圖的轉移特性曲線(xiàn)上,我們可以看到當Ugs大于4V時(shí),Id大幅度增加,而當Ugs到達6V時(shí),Id達到了最大值。
(一)mos管特性曲線(xiàn)、電流方程
1、mos管特性曲線(xiàn)-輸出特性曲線(xiàn):N溝道增強型MOS管的輸出特性曲線(xiàn)如圖1(a)所示。與結型場(chǎng)效應管一樣,其輸出特性曲線(xiàn)也可分為可變電阻區、飽和區、截止區和擊穿區幾部分。
2、mos管特性曲線(xiàn)-轉移特性曲線(xiàn):轉移特性曲線(xiàn)如圖1(b)所示,由于場(chǎng)效應管作放大器件使用時(shí)是工作在飽和區(恒流區),此時(shí)iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對應的轉移特性曲線(xiàn)幾乎是重合的,所以可用vDS大于某一數值(vDS>vGS-VT)后的一條轉移特性曲線(xiàn)代替飽和區的所有轉移特性曲線(xiàn)。
iD與vGS的近似關(guān)系
與結型場(chǎng)效應管相類(lèi)似。在飽和區內,iD與vGS的近似關(guān)系式為:
式中IDO是vGS=2VT時(shí)的漏極電流iD。
(二)參數
MOS管的主要參數與結型場(chǎng)效應管基本相同,只是增強型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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