場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)實(shí)用教案

1、第五章 場(chǎng)效應(yīng)管及其放大(fngd)電路5.1 5.1 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管5.2 5.2 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大場(chǎng)效應(yīng)管基本放大(fngd)(fngd)電路電路第1頁(yè)/共24頁(yè)第一頁(yè)，共25頁(yè)。5.1 5.1 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管二、絕緣二、絕緣(juyun)柵型柵型場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管三、場(chǎng)效應(yīng)管的分類三、場(chǎng)效應(yīng)管的分類(fn li)(fn li)第2頁(yè)/共24頁(yè)第二頁(yè)，共25頁(yè)。一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（以一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（以N N溝道溝道(u (u do)do)為例）為例） 場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對(duì)應(yīng)于晶體管的e、b、c；有三個(gè)工作區(qū)域：截止(ji

2、zh)區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對(duì)應(yīng)于晶體管的截止(jizh)區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)。符號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖柵極漏極源極導(dǎo)電(dodin)溝道單極型管噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)、低電壓工作1. 結(jié)構(gòu)第3頁(yè)/共24頁(yè)第三頁(yè)，共25頁(yè)。2. 2. 工作原理工作原理 （1 1）柵）柵- -源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道(u do)(u do)寬度的寬度的控制作用控制作用溝道(u do)最寬溝道變窄溝道消失稱為夾斷 uGS可以控制導(dǎo)電溝道的寬度。為什么g-s必須(bx)加負(fù)電壓？UGS（off）第4頁(yè)/共24頁(yè)第四頁(yè)，共25頁(yè)。（2 2）漏- -源電壓對(duì)漏極電流(dinli)(dinli)的影響uGSUGS（off）且

3、不變，VDD增大(zn d)，iD增大(zn d)。預(yù)夾斷(ji dun)uGDUGS（off） VDD的增大，幾乎全部用來(lái)克服溝道的電阻，iD幾乎不變，進(jìn)入恒流區(qū)，iD幾乎僅僅決定于uGS。場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件是什么？uGDUGS（off）uGDUGS（off）第5頁(yè)/共24頁(yè)第五頁(yè)，共25頁(yè)。常量DS)(GSDUufi夾斷電壓漏極飽和電流3. 3. 特性特性(txng)(txng)場(chǎng)效應(yīng)管工作(gngzu)在恒流區(qū)，因而uGSUGS（off）且uGDUGS（off）。uDGUGS（off）GS(off)GSDSUuu2GS(off)GSDSSD)1 (UuIi在恒流區(qū)時(shí)（1）轉(zhuǎn)移(z

4、huny)特性第6頁(yè)/共24頁(yè)第六頁(yè)，共25頁(yè)。常量GS)(DSDUufig-s電壓控制d-s的等效(dn xio)電阻（2 2）輸出特性常量DSGSDmUuig預(yù)夾斷(ji dun)軌跡，uGDUGS（off）可變電阻區(qū)恒流區(qū)iD幾乎(jh)僅決定于uGS擊穿區(qū)夾斷區(qū)（截止區(qū)）夾斷電壓IDSSiD 不同型號(hào)的管子UGS（off）、IDSS將不同。低頻跨導(dǎo)：第7頁(yè)/共24頁(yè)第七頁(yè)，共25頁(yè)。二、絕緣二、絕緣(juyun)(juyun)柵型場(chǎng)效應(yīng)管柵型場(chǎng)效應(yīng)管 uGS增大，反型層（導(dǎo)電溝道）將變厚變長(zhǎng)。當(dāng)反型層將兩個(gè)(lin )N區(qū)相接時(shí)，形成導(dǎo)電溝道。SiO2絕緣層襯底耗盡層空穴高摻雜反型層1

5、. 增強(qiáng)型管大到一定(ydng)值才開(kāi)啟第8頁(yè)/共24頁(yè)第八頁(yè)，共25頁(yè)。增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOSMOS管管uDSuDS對(duì)對(duì)iDiD的影響的影響(yngxing)(yngxing) 用場(chǎng)效應(yīng)管組成(z chn)放大電路時(shí)應(yīng)使之工作在恒流區(qū)。N溝道增強(qiáng)型MOS管工作在恒流區(qū)的條件是什么？ iD隨uDS的增大(zn d)而增大(zn d)，可變電阻區(qū) uGDUGS（th）,預(yù)夾斷 iD幾乎僅僅受控于uGS，恒流區(qū)剛出現(xiàn)夾斷uGS的增大幾乎全部用來(lái)克服夾斷區(qū)的電阻第9頁(yè)/共24頁(yè)第九頁(yè)，共25頁(yè)。2. 2. 耗盡耗盡(ho jn)(ho jn)型型 MOSMOS管管 耗盡型MOS管在 uGS0、 uGS

6、0、 uGS 0時(shí)均可導(dǎo)通，且與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管不同，由于SiO2絕緣層的存在(cnzi)，在uGS0時(shí)仍保持g-s間電阻非常大的特點(diǎn)。加正離子小到一定(ydng)值才夾斷uGS=0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道第10頁(yè)/共24頁(yè)第十頁(yè)，共25頁(yè)。3. MOS3. MOS管的特性管的特性(txng)(txng)1)增強(qiáng)型MOS管2)耗盡型MOS管開(kāi)啟(kiq)電壓夾斷電壓DGS(th)GSDO2GS(th)GSDOD2) 1(iUuIUuIi時(shí)的為式中在恒流區(qū)時(shí)，第11頁(yè)/共24頁(yè)第十一頁(yè)，共25頁(yè)。3. 3. 場(chǎng)效應(yīng)管的分類場(chǎng)效應(yīng)管的分類工作工作(gngzu)(gngzu)在恒流區(qū)時(shí)在恒流區(qū)時(shí)g-sg-s、d

7、-sd-s間的電壓極間的電壓極性性)0(P)0(N)00(P)00(N)00(P)00(NDSGSDSGSDSGSDSGSDSGSDSGS極性任意，溝道極性任意，溝道耗盡型，溝道，溝道增強(qiáng)型絕緣柵型，溝道，溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管uuuuuuuuuuuu問(wèn)題：uGS=0可工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？ 只有(zhyu)uGS0才可能工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？ 只有(zhyu)uGS0才可能工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？ 第12頁(yè)/共24頁(yè)第十二頁(yè)，共25頁(yè)。討論一：利用討論一：利用(lyng)圖示場(chǎng)效應(yīng)管組成圖示場(chǎng)效應(yīng)管組成原理性共源放大電路。原理性共源放大電路。第13頁(yè)/共24頁(yè)第十三頁(yè)，

8、共25頁(yè)。討論二：如何討論二：如何(rh)利用利用Multisim測(cè)試場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性輸出特性從輸出特性曲線說(shuō)明(shumng)場(chǎng)效應(yīng)管的哪些特點(diǎn)？第14頁(yè)/共24頁(yè)第十四頁(yè)，共25頁(yè)。5.2 5.2 場(chǎng)效應(yīng)管基本場(chǎng)效應(yīng)管基本(jbn)(jbn)放大電放大電路路一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作(gngzu)點(diǎn)的設(shè)點(diǎn)的設(shè)置方法置方法二、場(chǎng)效應(yīng)管放大二、場(chǎng)效應(yīng)管放大(fngd)電路的動(dòng)態(tài)分電路的動(dòng)態(tài)分析析三、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的頻率響應(yīng)三、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的頻率響應(yīng)第15頁(yè)/共24頁(yè)第十五頁(yè)，共25頁(yè)。一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)(jngti)工作點(diǎn)的設(shè)工作點(diǎn)的設(shè)置方法置

9、方法 根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件，在g-s、d-s間加極性合適(hsh)的電源dDQDDDSQ2GS(th)GGDODQGGGSQ) 1(RIVUUVIIVU1. 基本共源放大(fngd)電路第16頁(yè)/共24頁(yè)第十六頁(yè)，共25頁(yè)。2. 2. 自給偏壓自給偏壓(pin y)(pin y)電路電路sDQSQGQGSQsDQSQGQ0RIUUURIUU ，2GS(off)GSQDSSDQ)1 (UUII)(sdDQDDDSQRRIVU由正電源獲得負(fù)偏壓(pin y)稱為自給偏壓(pin y)哪種場(chǎng)效應(yīng)管放大電路能夠(nnggu)采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn)？第17頁(yè)/共24頁(yè)第十七頁(yè)，共25頁(yè)。3.

10、 3. 分壓式偏置分壓式偏置(pin zh)(pin zh)電路電路sDQSQDDg2g1g1AQGQRIUVRRRUU2GS(th)GSQDODQ) 1(UUII)(sdDQDDDSQRRIVU為什么加Rg3?其數(shù)值(shz)應(yīng)大些小些？哪種場(chǎng)效應(yīng)管能夠采用(ciyng)這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn)？即典型的Q點(diǎn)穩(wěn)定電路第18頁(yè)/共24頁(yè)第十八頁(yè)，共25頁(yè)。二、場(chǎng)效應(yīng)管放大二、場(chǎng)效應(yīng)管放大(fngd)電路的動(dòng)態(tài)分電路的動(dòng)態(tài)分析析DSGSDmUuig近似分析(fnx)時(shí)可認(rèn)為其為無(wú)窮大！根據(jù)iD的表達(dá)式或轉(zhuǎn)移(zhuny)特性可求得gm。與晶體管的h參數(shù)等效模型類比：1. 場(chǎng)效應(yīng)管的交流等效模型第19

11、頁(yè)/共24頁(yè)第十九頁(yè)，共25頁(yè)。2. 2. 基本共源放大基本共源放大(fngd)(fngd)電路的動(dòng)態(tài)分析電路的動(dòng)態(tài)分析doidmgsddioRRRRgURIUUAu若Rd=3k， Rg=1M， gm=2mS，則與共射電路比較。?uA第20頁(yè)/共24頁(yè)第二十頁(yè)，共25頁(yè)。3. 3. 基本基本(jbn)(jbn)共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析ismsmsdgssdio1RRgRgRIURIUUAu若Rs=3k，gm=2mS，則?uA第21頁(yè)/共24頁(yè)第二十一頁(yè)，共25頁(yè)?；竟猜┓糯蠡竟猜┓糯?fngd)電路輸出電阻的分析電路輸出電阻的分析msomsooooo1gRUgRUUIUR若Rs=3k，gm=2mS，則Ro=?第22頁(yè)/共24頁(yè)第二十二頁(yè)，共25頁(yè)。三、場(chǎng)效應(yīng)管單管放大電路三、場(chǎng)效應(yīng)管單管放大電路(dinl)的頻的頻率響應(yīng)率響應(yīng)H21gsgCRfCRRf)(21LdL)j1)(j1 (jHLLmffffffAAuudgLmgsgs)1 (CRgCC第23頁(yè)/共24頁(yè)第二十三頁(yè)，共25頁(yè)。感謝您的觀看(gunkn)！第24頁(yè)/共24頁(yè)第二十四頁(yè)，共25頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)第五章 場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路。單極型管 噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)、低電壓工作。場(chǎng)效應(yīng)管