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  • MOS管輸出特性曲線-方程分析
    • 發(fā)布時間:2020-05-15 18:21:59
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    MOS管輸出特性曲線-方程分析
    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,所以說三極管是電流控制電流的器件。
    MOS管輸出
    而MOS管是利用Ugs的電壓去控制電流Id的,所以說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,MOS就會開始導通,如果在D極和S極之間加上一定的電壓,就會有電流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有關的。我們先來看一下MOS管的輸出特性曲線,MOS管的輸出特性可以分為三個區(qū):截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)。
    MOS管輸出
    MOSFET輸出特性曲線
    截止區(qū):當滿足Ugs
    截止區(qū)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(qū)也叫夾斷區(qū),在該區(qū)時溝道全部夾斷,電流Id為0,管子不工作。
    恒流區(qū):當滿足Ugs≥Ugs(th),且Uds≥Ugs-Ugs(th),MOS管進入恒流區(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MOS用來做放大電路時就是工作在恒流區(qū)(飽和區(qū))。
    注:MOS管輸出特性的恒流區(qū)(飽和區(qū)),相當于三極管的放大區(qū)。
    可變電阻區(qū):當滿足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系,所以可以看作是一個線性電阻,當Ugs不同電阻的阻值就會不同,所以在該區(qū)MOS管相當就是一個由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結承受太大的反向電壓而被擊穿,工作時應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,然后用作圖的方法,可取得到相應的轉(zhuǎn)移特性曲線。
    MOS管輸出
    轉(zhuǎn)移特性是表示Uds不變時,Id與Ugs之間的關系。在上圖的轉(zhuǎn)移特性曲線上,我們可以看到當Ugs大于4V時,Id大幅度增加,而當Ugs到達6V時,Id達到了最大值。
    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
    1、mos管特性曲線-輸出特性曲線:N溝道增強型MOS管的輸出特性曲線如圖1(a)所示。與結型場效應管一樣,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,由于場效應管作放大器件使用時是工作在飽和區(qū)(恒流區(qū)),此時iD幾乎不隨vDS而變化,即不同的vDS所對應的轉(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的近似關系
    與結型場效應管相類似。在飽和區(qū)內(nèi),iD與vGS的近似關系式為:
    MOS管輸出
    式中IDO是vGS=2VT時的漏極電流iD。
    (二)參數(shù)
    MOS管的主要參數(shù)與結型場效應管基本相同,只是增強型MOS管中不用夾斷電壓VP ,而用開啟電壓VT表征管子的特性。
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