場(chǎng)效應(yīng)管及其應(yīng)用電路

1、3.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 工作原理工作原理 輸出特性輸出特性 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 主要參數(shù)主要參數(shù)NPP兩邊是P區(qū)G(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極導(dǎo)電溝道NPPG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極DGSDGSPNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSDGSUDS=0U時(shí)PSDUDSUGSGNNNNIDPN結(jié)反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄。PGSDUDSUGSNNIDUDS=0U時(shí)NNUGS越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。但當(dāng)UGS較小時(shí)，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。DS間相當(dāng)于線性電阻。PGSDUDSUGSNNUDS=0時(shí)

2、UGS達(dá)到一定值時(shí)（夾斷電壓UP）,耗盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，這時(shí)，即使UDS 0U，漏極電流ID=0A。IDPGSDUDSUGSUGS0、UGDUP時(shí)耗盡區(qū)的形狀NN越靠近漏端，PN結(jié)反壓越大IDPGSDUDSUGSUGSUp且UDS較大時(shí)UGDUP時(shí)耗盡區(qū)的形狀NN溝道中仍是電阻特性，但是是非線性電阻。IDGSDUDSUGSUGSUp UGD=UP時(shí)NN漏端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。UDS增大則被夾斷區(qū)向下延伸。IDGSDUDSUGSUGSUp UGD=UP時(shí)NN此時(shí)，電流ID由未被夾斷區(qū)域中的載流子形成，基本不隨UDS的增加而增加，呈恒流特性。ID 工作原理工作原理 UGS對(duì)溝道的控

3、制作用對(duì)溝道的控制作用當(dāng)UGS0時(shí) 當(dāng)溝道夾斷時(shí)，對(duì)應(yīng)的柵源電壓UGS稱為夾斷電壓UP （ 或UGS(off) ）。對(duì)于N溝道的JFET，UP 0。PN結(jié)反偏耗盡層加厚溝道變窄。 UGS繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄 UDS對(duì)溝道的控制作用對(duì)溝道的控制作用當(dāng)當(dāng)UGS=0時(shí)，時(shí)，UDS ID G、D間間PN結(jié)的反向電壓增加，結(jié)的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從上至下呈楔形分布。變窄，從上至下呈楔形分布。 當(dāng)UDS增加到使UGD=UP 時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。此時(shí)UDS 夾斷區(qū)延長(zhǎng)溝道電阻 ID基本不變 UGS和和UDS同時(shí)作用時(shí)同時(shí)作用時(shí)當(dāng)UP UG

4、S0時(shí)PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS當(dāng)UDS不太大時(shí)，導(dǎo)電溝道在兩個(gè)N區(qū)間是均勻的。PNNGSDUDSUGS夾斷后，即使UDS 繼續(xù)增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加，UGD=UT 時(shí)，靠近D端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。1)增強(qiáng)型MOS管2)耗盡型MOS管夾斷電壓開(kāi)啟電壓)(P)(N) 0(P) 0(N) 0(P) 0(NGSGSGSGSGSGS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uuuuuu1.直流參數(shù) 場(chǎng)效應(yīng)管直流參數(shù)主要是保證其工作在合適的電路狀態(tài)即可變電阻區(qū)、夾斷區(qū)、恒流區(qū)。3.2.3 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)常數(shù)DSGSDUmUIg

5、 DSSGSDPGSGSPP2(1)(0 )mIUIgUuUUU GSDDSdUiur1）漏極最大允許耗散功率漏極最大允許耗散功率PDMDSDDmUIP 參 數(shù)型號(hào)PDM mW IDSS mA VRDS VVRGS V VP V gmmA/ V fM MHz3DJ2D 100 20 20 -4 2 3003DJ7E 100 20 20 -4 3 903DJ15H 100 611 20 20 -5.5 83DO2E 1000.351.2 12 25 1000CS11C 1000.31 -25 -4 2 3.3 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路（a）共源電路 （b）共漏電路 （c）共柵電路 3.3.1場(chǎng)效應(yīng)管放大

6、電路的直流偏置與靜態(tài)分析1.自偏壓電路 SDQSDQSQGQGSQ0RIRIUUU 2PSDQDSS2PGSQDSSDQ)1 ()1 (URIIUUII)(SDDQDDDSQRRIUU2.分壓器式自偏壓電路 g2GDDg1g2RUURR)(g2g1g2DDSDSDg2g1g2DDSGGSRRRURIRIRRRUUUUGSQ2DQDOT(1)UIIU)(SDDQDDDSQRRIUU3.3.2 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 1.場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)模型(a) 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)模型 (b)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)模型 對(duì)于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DDSSPPPGSDSSPGSPDSSGSDDSDSDSiIUUUuIUu

7、UIuigUUUm2|)1 (2| )1 (2|22當(dāng)小信號(hào)作用時(shí)，可以用IDQ來(lái)近似iD，所以DQDSSPIIUgm2 DODQT2mgIIU圖3-18場(chǎng)效應(yīng)管高頻小信號(hào)模型2.應(yīng)用小信號(hào)模型法分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路（a）電路 （b）微變等效電路 mgsDoigsmDigsug U RUUUAg RUU 2）.共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析sDQDDDSQsDQGGGSQ2TGSQDODQ) 1(RIUURIUUUUIIa.靜態(tài)：SgsmSdoRUgRIUigsogsmgsSUUUUg U RSmSmio1RgRgUUAuiRomSooUgRUImSmSomSooooo1/11gRgRUgRUUIUR

8、148三種基本放大電路的性能比較三種基本放大電路的性能比較組態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系：組態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET電壓增益：電壓增益：beLc)/(rRR )/)(1()/()1(LebeLeRRrRR beLc)/(rRR CE：CC：CB：)/(LdmRRg )/(1)/(LmLmRRgRRg )/(LdmRRgCS：CD：CG：49beb/rR輸出電阻：輸出電阻：cR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRR 1/beerRcR三種基本放大電路的性能比較三種基本放大電路的性能比較BJTFET輸入電阻：輸入電阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：

9、)/(g2g1g3RRR m1/gR)/(g2g1g3RRR CE：CC：CB：CS：CD：CG：dRm1/gRdR第三章 結(jié)束不做教學(xué)要求內(nèi)容，不做教學(xué)要求內(nèi)容，有興趣者自學(xué)有興趣者自學(xué)PNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSDGSPNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管DGSDGS予夾斷曲線予夾斷曲線IDU DS2VUGS=0V1V3V4V5V可變電阻區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)輸出特性曲線輸出特性曲線03. 柵源極間的PN結(jié)加正向電壓時(shí)，將出現(xiàn)較大的柵極電流。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可以很好地解決這些問(wèn)題。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可以很好地解決這些問(wèn)題。3.2 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管3.2.1 結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)PNNGSDP