电子线路场效应管教案

课课题题 授课班级授课班级 2.22.2场效晶体管场效晶体管 1．熟悉场效晶体管的分类、特性曲线、与普通三极管 在性能上的异同点 2．能理解结型场效晶体管的工作原理， 理解它的特性 曲线 结型场效晶体管的符号、工作特点、特性曲线 课型课型 授课时数授课时数 新课 2 教学目标教学目标 教学重点教学重点 教学难点教学难点 转移特性曲线 课前准备课前准备 1.布置预习； 2.备课并制作教学课件。 教后札记教后札记 2-1 普通三极管以基极电流的变化控制集电极电流，故称为电流控制器 新课新课 件，今天分析的是另一种晶体管——场效晶体管。 B B．新授课．新授课 2.2.12.2.1结型场效晶体管结型场效晶体管 一、结型场效晶体管的结构和符号 1．N 沟道结型场效晶体管 （1）结构特点 ①N 型硅棒引出两个电极：漏极（d） 、源极（s） 。 ②N 型硅棒两侧扩散 P 型区（浓度高） ，形成两个 PN 结。 ③两个 P 型区相连引出电极为栅极（g） 。 ④漏源之间由 N 型半导体构成的导电沟道是电流流通的路 径，称为 N 沟道。 （2）符号 符号中箭头隐含从 P 指向 N 的意思。 2．P 沟道结型场效晶体管 （学生根据（学生根据 A A．引入．引入 N N 沟道的结沟道的结 构特点，讨构特点，讨 论论 P P 沟道结沟道结 型型 管管 的的 结结 构）构） 二、结型场效晶体管的工作原理 以 N 沟道结型场效晶体管为例。 1．电路连接 2-2 （讨论）（讨论） （1）在 gs 间加反向电压 （2）在 ds 间加正向电压 2．工作原理 （1）当 VGS 0，N 沟道在 VDS作用下，形成电流 ID，此时，电流 ID最大。 （2） 当│VGS│↑→ PN结受反向偏压→ PN结加宽→ N沟道变窄→电阻变大→ID减小。 （3）当 VGS达到一定值，PN 结变得较宽，以至 N 沟道被两边 PN 结夹断，则 ID 0 结论：（学生画出（学生画出 （1）通过调节 VGS可控制漏极电流 ID的变化。P P 沟道结型沟道结型 （2）P 沟道与 N 沟道工作原理相同（VGS＞0，VDS＜0） 。管的电路管的电路 （3）VGS使 PN 结反偏。图，注意图，注意 （4）场效晶体管只有多数载流子导电，故称为单极晶体管。V V GSGS） ） 三、结型场效晶体管的特性曲线和跨导（引导与三（引导与三 极管对比，极管对比， 三极管称为三极管称为 双双 极极 晶晶 体体 管）管） 1．场效晶体管测试电路（N 沟道为例） 2．转移特性曲线 ——反映 ID随 VGS的变化关系 （1）当 VGS 0 时，ID最大，此时为漏极饱和电流IDSS。 （2）当 VGS增大，ID减小。 （引导学生（引导学生 （3）当 VGS为某一值，ID = 0，则 VGS为夹断电压。 转移特性曲线 画出画出 P P 沟道沟道 结型管的转结型管的转 2-3 3．输出特性曲线 ——当 VGS一定 ID与 VGS的关系 （1）设 VGS 0， ①当 VGS 0，ID 0。 ②当 VGS↑，ID↑。 ③当 VDS再增加，ID不再增加。 ④当 VDS超过一定的值，ID突然增加。 （2）当|VGS|↑，曲线下移。 （3）当 VGS大到夹断电压，ID 0。 特性曲线的三个区域： （1）可调节器电阻区：沟道阻值随 |VGS| 增大而 减小。 （2）饱和区：当 VGS一定，ID不随 VDS变化。 （3）击穿区：ID突然增大。 4．跨导： 反映 VGS对 ID的控制能力。 在饱和区内：g m  移移 特特 性性 曲曲 线，并与工线，并与工 作原理对应作原理对应 起来理解）起来理解） ΔI D （单位S） ΔV GS 练习练习 小结小结 结型场效晶体管的结构、符号、转移特性 布置作业布置作业 习题二2-11，2-12，2-13 2-4 课课题题 授课班级授课班级 1．了解绝缘栅场效晶体管的结构、工作原理 2．理解 MOS 管的特性曲线、图形符号、场效晶体管 的主要参数 2.2.22.2.2绝缘栅场效晶体管绝缘栅场效晶体管 课型课型 授课时数授课时数 复习 2 教学目标教学目标 教学重点教学重点 MOS 管的特性曲线 教学难点教学难点 几种 MOS 管的特性曲线 课前准备课前准备 1.布置预习； 2.备课并制作教学课件。 教后札记教后札记 2-5 A A．复习．复习 1．画出 N、P 沟道结型场效晶体管符号。 2．为什么 N 沟道 VGS＜0，且反向电压越大，ID越小？ 3．什么是夹断电压 VP（ID 0 时的 VGS）？ 什么是漏极饱和电流（VGS 0 时的 ID）？ 4．从输出特性曲线上，有几个区域，有什么特点？ 新课新课 B B．新授课．新授课 一、绝缘栅场效晶体管的结构和工作原理、特性 1．N 沟道增强型绝缘栅场效晶体管 （1）结构 特点： ① P 型衬底扩散两个高浓度N 型区，引出两电极：源极和漏极。 ② P 型衬底覆盖绝缘层，引出栅极。 （2）符号 （3）工作原理 ①VDS＞0（正向电压） 当 VGS 0，ID 0； 2-6 当 VGS＞0，栅极与 P 衬底形成电场 N 型薄层（电子反型层）沟道形成ID。 ②只有当 VGS＞VT（开启电压） ，才形成沟道。 因为在电场下有沟道，无电场无沟道，沟道形成与VGS有关，故称为增强型。 （4）转移特性曲线 当 VGS＜VT时，ID 0； 当 VGS＞VT时，ID 0。 （5）输出特性曲线 当 VGS＞VT且一定时： 1 2 3 趋势 VDS较小，ID VDS较大，ID基本不变 VDS再大，ID突然增大 区域 可调电阻区 饱和区 击穿区 2．N 沟道耗尽型绝缘栅场效晶体管 （1）结构：与增强型NMOS 管比较，不同之处在于SiO2层有大量正离子。 （2）符号： （3）工作原理： 当 VDS＞0 时，有 ID（自身有导电沟道） 。 当 VGS＞0 并上升，N 沟道变宽，ID↑ 。 2-7 当 VGS＜0 并增大负电压，N 沟道变窄，ID↓。 当 ID 0 时，VGS＜VP——夹断电压。 （4）转移特性： ①VGS 0，ID IDSS。 ②VGS＞0 并↑，ID↑。 ③VGS＜0，|VGS |增加，ID减小。 ④VGS VP，ID 0。 （5）输出特性曲线三个区域：可调电阻区、饱和区、击穿区。 （6）跨导： g m  反映 ΔVGS对 ΔID的控制能力。 小结小结 绝缘栅场效晶体管的图形符号 I D VGS （学生自（学生自 读）读） 增强 NMOS耗尽 NMOS增强 PMOS耗尽 PMOS 2.2.32.2.3场效晶体管的主要参数和特点场效晶体管的主要参数和特点 1．直流参数： ①开启电压 VT。 2-8 ②夹断电压 VP。 ③饱和漏极电流 IDSS ④直流输入电阻 RGS 2．交流参数： ①跨导 gm； ②极间电容 3．场效晶体管特点： 项目 极型特点 控制方式 类型 放大类型 输入电阻 噪声 热稳定性 抗辐射能力 制造工艺 器件名称 普通三极管 电流控制 场效晶体管 电压控制 N 沟道、P 沟道两类 gm=1000~5000μ A/V 107~1015Ω 较小 好 强 简单、成本