OPA600CM是与硅JFET不同之一。具体地说,MESFET遵守下列等式的关系:

截止区(ugs<vp)

                           iD=0                 (5.4.1)

可变电阻区(uDs≤vGs-vp)

iD=Kn[2(ugs-vp)1,uDs-uds](1+uDs)    (5.4.2)

饱和区(uds>vcs-vp)

jD=Kn(ugs-vP)2(1+入uDs)=rDss(1-ugs/vp)2(1+uDs)               (⒌⒋3)

其中沟道长度调制参数入通常在(0.05~0.2)Ⅴˉ1范围,N沟道MESFET器件vp的典型值是(-0.5~-2.5)Ⅴ。

例5.4.1 -N沟道MESFET的参数kn=0,1 mA/Ⅴ2,vp=-1Ⅴ,u=o.1 V-1,试画出MEFSET的输出特性(在-1Ⅴ<vcs<0范围内以0.2Ⅴ间隔递增,在画出输出特性时,首先忽略,然后考虑沟道长度调制效应)。

解:用附录的PSPICE程序分析,可得所需曲线如图5.4.2所示。虚线和实线分别表示入=0和入=0.1Ⅴˉ1的情况。

图5.4.2 例5.4.1的输出特性

例5.4.2 -N沟道MESFET具有参数Kn=0.1 mA/V2和u=-1Ⅴ,当ucs=-0.4V、uds=4Ⅴ时,器件工作在饱和区,试计算在入=0和入=0.1Vˉ1时的漏极电流iD。

解:在入=0时,漏极电流为

ip=Kn(vcs-vP)2 =(0.1 InA/Ⅴ2)[-0,4Ⅴ-(-1V)]2 =36 uA

当入=0.1Ⅴˉ1时,漏极电流为

jD=Kn(vcs-vP)2(1+λvDs)

砷化镓金属一半导体场效应管

=(0.1 mA/V2)[-0.4V-(-1Ⅴ)]2(1+0,1Ⅴˉ1×4Ⅴ)

=50.4 uA

由于考虑了沟道长度调制效应,在vDs=4Ⅴ时jD增加约14 uA。

N沟道MESFET的工作频率为什么远高于硅JFET的工作频率?

为什么砷化镓P沟道MESFET几乎不用?N沟道MESFET的转移特性和输出特性与硅N沟道JFET是否相似?

各种FET的特性及使用注意事项,各种FET的特性比较,前面讨论了MOSFET、JFET和MESFET,为帮助读者学习,现将各类FET的特性列于表5.5.1中。

值得指出的是,MOS器件的发展是很迅速的。目前在分立器件方面,MOs管已有多种大功率器件,在集成运放(含BiMOS运放)及其他模拟集成电路中,MOS电路也有很大发展。MOS器件更主要的是应用在数字(大规模和超大规模)集成电路方面,有关这方面的内容将在本书数字部分进行讨论。

JFET具有低噪声特点,在低噪声放大电路方面得到了广泛应用。

使用注意事项,在MOS管中,有的产品将衬底引出(这种管子有四个管脚),可让使用者视电路的需要任意连接。一般来说,应视P沟道、N沟道而异,P衬底接低电位,N衬底接高电位。但在某些特殊的电路中,当源极的电位很高或很低时,为了减轻源衬间电压对管子导电性能的影响,可将源极与衬底连在一起。

FET(包括结型和MOS型)通常制成漏极与源极可以互换,而其y~J特性没有明显的变化。但有些产品出厂时已将源极与衬底连在一起,这时源极与漏极不能对调,使用时必须注意。

由于栅极一衬底之间的电容量很小,只要有少量的感应电荷就可产生很高的电

压,同时RGs很大,所感应的电荷难于释放,以至于感应电荷所产生的高压有可能使极薄的绝缘层击穿,造成管子损坏。因此,无论在存放还是在工作电路之中,都应在栅极一源极之间提供直流通路或加双向稳压对管保护,避免栅极悬空。

焊接时,电烙铁必须有外接地线,以屏蔽交流电场,防止损坏管子。特别是焊接MOSFET时,最好断电后再焊接。