場效應管的基本特性

1、模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-41第第3 3章章 場效應晶體管及其應用場效應晶體管及其應用 學習目標學習目標: :1 1了解了解各種各種場效應晶體管的結構場效應晶體管的結構，掌握掌握它們它們的的轉移特性、輸出特性以及主要參數(shù)轉移特性、輸出特性以及主要參數(shù)。2 2掌握掌握場效應晶體管場效應晶體管的的靜態(tài)偏置電路靜態(tài)偏置電路與與靜態(tài)靜態(tài)分析方法。分析方法。3 3掌握掌握場效應晶體管場效應晶體管共源極放大器共源極放大器、共漏極共漏極放大器（源極跟隨器）放大器（源極跟隨器）的的微變等效電路與微變等效電路與主要性能參數(shù)。主要性能參數(shù)。模擬電子技術模擬電

2、子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-42 本章內容本章內容3.13.1 場效應晶體管的基本特性場效應晶體管的基本特性 3.2 3.2 共源極場效應晶體管放大電路共源極場效應晶體管放大電路 3.33.3 源極輸出器源極輸出器 小結小結 模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-43 場場效應管的效應管的特點特點場效應管是場效應管是一種一種電壓控制器件電壓控制器件。 它是它是利用利用輸入端的輸入端的電場效應電場效應來來控制控制其其輸出輸出電流電流的大小，從而的大小，從而實現(xiàn)放大實現(xiàn)放大。場效應管工作場效應管工作時，時，參與導電的只

3、有多子參與導電的只有多子一種載流子，因此一種載流子，因此又稱為單極性型器件又稱為單極性型器件；而而三極管稱為雙極性器件三極管稱為雙極性器件，參與導電的有參與導電的有多子和少子兩種載流子。多子和少子兩種載流子。3.1 3.1 場效應晶體管的基本特性場效應晶體管的基本特性模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-44分類：根據(jù)結構不同，分類：根據(jù)結構不同，場效應管分為場效應管分為兩大類，兩大類，結型結型場效應管和場效應管和絕緣柵型絕緣柵型場效應管。場效應管。1）結型場效應管：）結型場效應管：利用利用半導體內半導體內的的電場效應電場效應來來控制其控制其漏極漏極

4、電流電流的大小的大小2）絕緣柵場效應管：）絕緣柵場效應管：利用利用半導體表面半導體表面的的電場電場效應來控制漏極的電流效應來控制漏極的電流絕緣柵型場效應管絕緣柵型場效應管-簡稱簡稱“MOS”管管引線電極：引線電極：金屬鋁金屬鋁 絕緣介質：絕緣介質：二氧化硅二氧化硅 MOS管管特點：特點：輸入電阻輸入電阻很大很大，且制作，且制作工藝工藝簡單簡單，便于集成便于集成-實際中得到廣泛的應用實際中得到廣泛的應用模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-45耗盡型耗盡型絕緣柵絕緣柵場效應晶體管場效應晶體管增強型增強型絕緣柵絕緣柵場效應晶體管場效應晶體管場場效效應應晶

5、晶體體 管管結型場效結型場效應晶體管應晶體管絕 緣 柵絕 緣 柵場 效 應場 效 應晶體管晶體管P溝道溝道結型場效應晶體管結型場效應晶體管N溝道溝道結型場效應晶體管結型場效應晶體管P溝道增強型溝道增強型N溝道耗盡型溝道耗盡型P溝道耗盡型溝道耗盡型N溝道增強型溝道增強型模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-463.1.1 3.1.1 結型結型場效應晶體管場效應晶體管-耗盡耗盡型型 結型場效應管結型場效應管(JFET) ，它是，它是利用半導體內的電場利用半導體內的電場效應來工作的效應來工作的，因而也稱為，因而也稱為體內場效應器件體內場效應器件。 按按導電

6、溝道導電溝道的不同的不同 ，有，有N溝道溝道和和P溝道溝道兩類。兩類。1、結型場效應管結構與符號（、結型場效應管結構與符號（P78） 模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-472 2、結型場效應晶體管特性曲線（結型場效應晶體管特性曲線（P78P78）1 1）輸出特性曲線（輸出特性曲線（P78P78）常數(shù)GSuDSDufi)(模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-48UGS(off)uDS0 2 2）轉移特性曲線（轉移特性曲線（P79P79）模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用

7、2022-5-492)1 (GS(off)GSDSSDUuIiIdss ：飽和漏源電流飽和漏源電流. 指指結型結型或或耗盡型絕緣柵場效應管耗盡型絕緣柵場效應管中中,柵極電柵極電壓壓UGS=0時的漏源電流時的漏源電流. UGS （ OFF ） 或或UP： 夾斷電壓夾斷電壓.是指結型或耗盡是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中型絕緣柵場效應管中,使使漏源間剛截止時的柵漏源間剛截止時的柵極電壓極電壓.模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-4103.1.23.1.2 絕緣柵型場效應晶體管絕緣柵型場效應晶體管MOS管管 1 1、 結構和符號結構和符號N溝道耗盡型（溝

8、道耗盡型（P80）N溝道增強型溝道增強型N溝道耗盡型溝道耗盡型模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-411P溝道增強型和耗盡型絕緣柵場效應管（溝道增強型和耗盡型絕緣柵場效應管（P80）P溝道增強型溝道增強型P溝道耗盡型溝道耗盡型模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-4122、特性曲線特性曲線增強型增強型NMOS 管輸出特性（管輸出特性（P80P80）常數(shù)GSDSDuufi)(模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-413增強型增強型NMOS 管轉移特性（管轉移特性（

9、P80）2GS(th)GSDOD) 1(UuIiuiD D當當u uGSGSU UGS(th)GS(th) 時時產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的電流uI IDODO：U UGSGS=2V=2VT T時對應時對應的電流的電流uV VT T：開啟電壓：開啟電壓模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-4143.1.3 場效應晶體管的特性參數(shù)（場效應晶體管的特性參數(shù)（P82）1. 性能參數(shù)性能參數(shù)（1）開啟電壓）開啟電壓UGS(th):是是增強型增強型MOS管特有管特有的參數(shù)。的參數(shù)。它是指它是指uDS為一固定值（如為一固定值（如10V），使），使iD等于某等于某一微小電流（

10、如一微小電流（如10A）時所需要的最?。r所需要的最小uGS值。值。（2）夾斷電壓）夾斷電壓UGS(off):是是耗盡型耗盡型MOS管和結型管管和結型管的參數(shù)的參數(shù)。它是指。它是指uDS為一固定值（如為一固定值（如10V），而），而使使iD減小到某一微小電流（如減小到某一微小電流（如10A）時的）時的uGS值。值。模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-415（3）飽和漏極電流飽和漏極電流IDSS:是是耗盡型耗盡型MOS管管和結型管和結型管的參數(shù)。它是指在的參數(shù)。它是指在uGS時，時，使管子出現(xiàn)預夾斷時的漏極電流。使管子出現(xiàn)預夾斷時的漏極電流。IDSS

11、也是也是結型管所能輸出的最大電流結型管所能輸出的最大電流。（4）直流輸入電阻直流輸入電阻RGS:是指在漏、源極是指在漏、源極間短路的條件下，柵、源極之間所加直間短路的條件下，柵、源極之間所加直流電壓與柵極直流電流的比值。流電壓與柵極直流電流的比值。一般一般JFET的的RGS107，而而IGFET(MOS管管)的的RGS109。模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-416（5）低頻跨導（互導）低頻跨導（互導）gm: 是指在是指在uDS為某一定值時，為某一定值時，漏極電流漏極電流iD的微變量和引的微變量和引起它變化的起它變化的uGS微變量的微變量的比值，

12、即比值，即 常數(shù)DSGSDmdduuig場效應管場效應管低頻跨導低頻跨導gm一般為幾毫西門子一般為幾毫西門子單位單位：西門子（西門子（S） gm反映了柵源電壓反映了柵源電壓uGS對漏極電流對漏極電流iD的控制能力的控制能力，是，是表征場效應管放大能力表征場效應管放大能力的一個重要參數(shù)（對應于三的一個重要參數(shù)（對應于三極管的極管的）。模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-4172. 極限參數(shù)極限參數(shù)（1）最大漏極電流）最大漏極電流IDM:是指管子在工作時允許的最大漏極電流。是指管子在工作時允許的最大漏極電流。（2）最大耗散功率）最大耗散功率PDM: 最

13、大耗散功率最大耗散功率PDMuDSIDM，它受管子的，它受管子的最高溫度的限制，與三極管的最高溫度的限制，與三極管的PCM相似。相似。模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-418（4）柵源擊穿電壓）柵源擊穿電壓U(BR)GS:它是柵、源極間所能承受的最大電壓。它是柵、源極間所能承受的最大電壓。擊穿會造成短路現(xiàn)象，使管子損壞。擊穿會造成短路現(xiàn)象，使管子損壞。 （3）漏源擊穿電壓）漏源擊穿電壓U(BR)DS:它是漏、源極間所能承受的最大電壓，它是漏、源極間所能承受的最大電壓，也就是使也就是使iD開始急劇上升（管子擊穿）開始急劇上升（管子擊穿）時的時的uD

14、S值。值。模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-4193.1.4 3.1.4 場效應管與晶體管的比較（場效應管與晶體管的比較（P83P83）1 1）場效應管是電壓控制型器件場效應管是電壓控制型器件，而而三極管三極管是電流控制型器件是電流控制型器件。兩種晶體管均可獲得較大的電壓放大倍數(shù)。兩種晶體管均可獲得較大的電壓放大倍數(shù)。2 2）場效應管只有多子參與導電場效應管只有多子參與導電；三極管三極管內內既有多子又有少子參與導電既有多子又有少子參與導電3 3）少子受溫度、輻射等因素影響較大，因）少子受溫度、輻射等因素影響較大，因而而場效應管比晶體管的溫度穩(wěn)定性

15、好場效應管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗抗輻射能力強。輻射能力強。電子技術電子技術模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-420補：補： MOS管的外形封裝及引腳判別管的外形封裝及引腳判別模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-421模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-422模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-423模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-4243.1.5 MOS管使

16、用的注意事項管使用的注意事項 1 1）MOSMOS管有管有四個引腳四個引腳，便于使用者便于使用者根據(jù)電路根據(jù)電路需要連接需要連接，通常，通常P P襯底接低電位襯底接低電位， N N襯底接襯底接高電位高電位 但在但在有的電路有的電路中，需要將中，需要將源極和襯底連在源極和襯底連在一起一起，目的是：，目的是：為了為了減輕源極與襯底之間減輕源極與襯底之間的電壓對的電壓對MOSMOS管導電性能的影響管導電性能的影響2 2）場效應管的場效應管的漏極漏極和和源極源極可以互換可以互換。如果。如果廠廠家已將源極和襯底相連家已將源極和襯底相連的，則的，則不能互換不能互換。電子技術電子技術模擬電子技術模擬電子技術第第3章章 場效應管及其應用場效應管及其應用2022-5-4253 3）場效應管的）場效應管的柵源電壓柵源電壓不能接反不能接反。4 4）場效應管在）場效應管在不使用不使用存