N沟道增强型场效应管知识
N沟道增强型场效应管结构如下图所示:
N沟道增强型
连接 s 极和衬底,在 s 和 g 之间施加正向电压 Ugs,如下图所示:
排斥
此时,正电压排斥衬底中的空穴,使靠近金属的衬底形成负离子层;同时,PN 结正向偏执,N 中的自由电子吸引到负离子层。
此时,在 s 和 d 之间形成了一个 N 型沟道,称为反型层,如下图所示:
反型层
能够使沟道形成的电压称为开启电压,表示为 UGS。
沟道形成后,在 d 和 s 之间加正电压,d 会有电流产生。如下图所示:
漏电流
但是,当 d 和 s 间电压增大时,g 和 d 间电压减小,d 极 PN 结偏置被减弱,沟道开始变窄,直至当 Uds = UGS 时,出现夹断,称为预夹断,如下图所示:
预夹断
此时,再增加 d 、s 间电压,电流也不会有明显变化。
N沟道增强型场效应管输出特性曲线如下图所示:
输出特性曲线
在可变电阻区,Ugs 和 Uds 都会对输出漏电流产生影响。而在恒流区,仅 Ugs 对漏电流产生影响。
值得一提的是,当 MOS 管处于恒流区时,漏电流相当于一个由 Ugs 控制的电流源。
在 CCD 的读出中,使用到了这一结构:
CCD
这与「CCD 的输出相当于电流源」的结论吻合。
三极管2
上图中第二个三极管(下)用于清空电平,当三极管导通,s 极电子流向 d。反映在三极管的输出信号上,g 为高电平时,就是 CCD 输出信号参考电平前的峰值。
共源极放大电路
上图为经典的共源极放大电路。
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