第三章場(chǎng)效應(yīng)管

1、3.1 3.1 場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管3.2 3.2 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路作業(yè)：作業(yè)：習(xí)題習(xí)題 3-4 3-7 3-8 3-10 3-11 3-4 3-7 3-8 3-10 3-11 理解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理；理解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理；掌握掌握?qǐng)鲂?yīng)管的外特性及主要參數(shù)；場(chǎng)效應(yīng)管的外特性及主要參數(shù)； 掌握?qǐng)鲂?yīng)管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)與動(dòng)態(tài)參數(shù)掌握?qǐng)鲂?yīng)管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)與動(dòng)態(tài)參數(shù)（Au、Ri、Ro）的分析方法。）的分析方法。通過外部電壓對(duì)導(dǎo)電溝道的控制作用來說明結(jié)通過外部電壓對(duì)導(dǎo)電溝道的控制作用來說明結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管及絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理。型場(chǎng)效應(yīng)管及絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理。第

2、第3 3章章 場(chǎng)效應(yīng)晶體管和基本放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管和基本放大電路 場(chǎng)效應(yīng)管輸入回路內(nèi)阻很高場(chǎng)效應(yīng)管輸入回路內(nèi)阻很高(1071012 )，熱穩(wěn)定性好，噪，熱穩(wěn)定性好，噪聲低，比晶體管耗電小，應(yīng)用廣泛。聲低，比晶體管耗電小，應(yīng)用廣泛。僅靠多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱僅靠多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱單極型單極型晶體管。晶體管。場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管（FET）：是利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)是利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件。來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件。3.1 3.1 場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管分類：分類：結(jié)型結(jié)型(JFET) 絕緣柵型絕緣柵型(IGFET)每種類型的場(chǎng)效應(yīng)管又分為每種類型的場(chǎng)效應(yīng)

3、管又分為N溝道和溝道和P溝道溝道兩種兩種類型。類型。3.1.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是在同一溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是在同一塊塊N型半導(dǎo)體上制作兩個(gè)高摻型半導(dǎo)體上制作兩個(gè)高摻雜的雜的P區(qū)，將它們連接在一起區(qū)，將它們連接在一起引出電極引出電極柵極柵極g。N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體分別引出分別引出漏極漏極d、源極源極s，P區(qū)區(qū)和和N區(qū)的交界面形成耗盡層。區(qū)的交界面形成耗盡層。源極和漏極之間的非耗盡層稱源極和漏極之間的非耗盡層稱為導(dǎo)電溝。為導(dǎo)電溝。 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管有結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管有N溝道溝道和和P溝道溝道兩種類型兩種類型。1. 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)sgP+N導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道源極源

4、極s柵極柵極g漏極漏極d結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)N溝道符號(hào)溝道符號(hào)dsgdsgP溝道符號(hào)溝道符號(hào)2. 工作原理工作原理_電壓控制作用電壓控制作用正常工作時(shí)正常工作時(shí)在柵在柵-源之間加源之間加負(fù)向電壓負(fù)向電壓，(保證耗盡層承受反向電壓保證耗盡層承受反向電壓) 漏漏-源之間加源之間加正向電壓正向電壓，(以形成漏極電流）以形成漏極電流）這樣既保證了柵源之間的電阻這樣既保證了柵源之間的電阻很高，又實(shí)現(xiàn)了很高，又實(shí)現(xiàn)了ugs對(duì)溝道電流對(duì)溝道電流iD的控制。的控制。d耗盡層耗盡層sgP+N導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖(以以N溝道為例加以說明溝道為例加以說明)（1 1）、間和、間短路）、

5、間和、間短路耗盡區(qū)很窄耗盡區(qū)很窄,導(dǎo)電溝道寬導(dǎo)電溝道寬（）、間加負(fù)電壓和、間短路（）、間加負(fù)電壓和、間短路| UGS |增加到某一數(shù)值增加到某一數(shù)值,耗盡耗盡區(qū)區(qū)相接相接,溝道消失溝道消失,溝溝道電阻趨于無窮大，溝道電阻趨于無窮大，溝道夾斷道夾斷此時(shí)此時(shí)GS的值的值為為夾斷電壓夾斷電壓UGS（off） | UGS |增大，耗盡增大，耗盡區(qū)區(qū)增增寬，溝道變窄，寬，溝道變窄，溝道溝道電電阻增大。阻增大。等寬變化等寬變化N溝道溝道JFETUGS(off)0 UDS的作用產(chǎn)生漏極電流的作用產(chǎn)生漏極電流ID ，使溝道中使溝道中各點(diǎn)和柵極間的電壓各點(diǎn)和柵極間的電壓不再相等不再相等，近漏極電壓最大，近漏極電

6、壓最大，近源極電壓最小。近源極電壓最小。 導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道寬度不再相等。寬度不再相等。dsgUDSiD（3 3）、間短路，）、間短路，、間加正向電壓、間加正向電壓隨著隨著UDS 的增加，的增加， ID近似近似線線性性增加增加,ds間呈電阻特性間呈電阻特性。 UGD = UGS - UDS = - UDS當(dāng)當(dāng)UDS 增加到增加到|UGS（off）|.漏極附漏極附近的耗盡區(qū)相接，稱為近的耗盡區(qū)相接，稱為預(yù)夾斷預(yù)夾斷。UDSdsgAID隨著UDS 增加，ID增大。溝道在漏極處越來越窄。此時(shí)，此時(shí)，UGD= UGS（off）UDS 再增加，夾斷區(qū)長(zhǎng)度增加（再增加，夾斷區(qū)長(zhǎng)度增加（AA）。）。預(yù)夾斷時(shí)，

7、導(dǎo)電溝道內(nèi)仍有電流預(yù)夾斷時(shí)，導(dǎo)電溝道內(nèi)仍有電流ID ，且，且UDS增大時(shí)增大時(shí)ID幾乎不變，此幾乎不變，此時(shí)的時(shí)的ID稱為稱為“飽和漏極電流飽和漏極電流IDSS”A、間的負(fù)電壓使導(dǎo)電、間的負(fù)電壓使導(dǎo)電溝道變窄（等寬），、溝道變窄（等寬），、間的正電壓使溝道不等間的正電壓使溝道不等寬。寬。 UGS 增加，增加，導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道變窄，溝道電阻增大，相變窄，溝道電阻增大，相同同UDS產(chǎn)生的產(chǎn)生的ID減小。減小。dsgUDSUGSID（4 4）、間）、間加負(fù)向電壓加負(fù)向電壓，、間加正向電壓、間加正向電壓（綜合（綜合（2 2）（）（3 3）兩種情況）兩種情況）稱場(chǎng)效應(yīng)管為稱場(chǎng)效應(yīng)管為電壓控制元件。電壓控

8、制元件。由于由于UDS的增加幾乎全的增加幾乎全部落在夾斷區(qū)，漏極電部落在夾斷區(qū)，漏極電流流ID基本保持不變?；颈３植蛔?。ID幾乎僅僅決定于幾乎僅僅決定于UGS，表現(xiàn)出恒流特性。表現(xiàn)出恒流特性。 AdsgUDSUGSID3.3.結(jié)型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性場(chǎng)效應(yīng)管的特性ID = f (UDS )UGS = 常數(shù)常數(shù)（1）輸出特性曲線）輸出特性曲線因場(chǎng)效應(yīng)管柵極電流幾乎為因場(chǎng)效應(yīng)管柵極電流幾乎為零，不討論輸入特性。零，不討論輸入特性。輸出特性和轉(zhuǎn)移特性輸出特性和轉(zhuǎn)移特性從圖中可以看出，管子的工作狀態(tài)分為四個(gè)區(qū)域：從圖中可以看出，管子的工作狀態(tài)分為四個(gè)區(qū)域：可變電阻區(qū)，恒流區(qū)，夾斷區(qū)及擊穿區(qū)?？勺冸娮鑵^(qū)

9、，恒流區(qū)，夾斷區(qū)及擊穿區(qū)。UGS 0預(yù)夾斷軌跡預(yù)夾斷軌跡：通過連接各曲線上通過連接各曲線上UGD= UGS（off）的的點(diǎn)而成。點(diǎn)而成。1)1)可變電阻區(qū)：可變電阻區(qū)： U UDSDS較小、曲線較小、曲線靠近縱軸的部分靠近縱軸的部分。也就是預(yù)夾斷。也就是預(yù)夾斷軌跡左邊區(qū)域。軌跡左邊區(qū)域。 條件：條件：|UGS | |UGS（off） | | |U UGD GD | | | |U UGSGS（offoff） | | 特點(diǎn)：可通過改變特點(diǎn)：可通過改變U UGSGS大小來大小來改變漏源間電阻值。改變漏源間電阻值。2)2)恒流區(qū)恒流區(qū)( (飽和區(qū)，放大區(qū)）飽和區(qū)，放大區(qū)）： U UDSDS較大、較大、

10、 ID基本不隨基本不隨U UDSDS曲增加曲增加而增加的部分而增加的部分。預(yù)夾斷軌跡右。預(yù)夾斷軌跡右邊區(qū)域。邊區(qū)域。 條件：條件：|UGS | | U UGSGS（offoff） | 特點(diǎn)：特點(diǎn)： I ID D只受只受U UGS GS 控制控制3)夾斷區(qū)（截止區(qū)）夾斷區(qū)（截止區(qū)）： 導(dǎo)電溝道全部夾斷。導(dǎo)電溝道全部夾斷。 條件：條件：|UGS | | UGS（off） | 特點(diǎn)：特點(diǎn)： ID 04)4)擊穿區(qū)：擊穿區(qū)：U UDSDS增加到一定程度，電流急劇增大。增加到一定程度，電流急劇增大。 不允許管子工作在擊穿區(qū)。不允許管子工作在擊穿區(qū)。轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)移特性曲線與

11、輸出特性曲線有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系（2）轉(zhuǎn)移特性）轉(zhuǎn)移特性ID = f (UGS )UDS = 常數(shù)常數(shù)反映反映UGS對(duì)對(duì)ID的控制作用的控制作用UDS=8VIDSSUGS=0時(shí)產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生預(yù)夾斷時(shí)生預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流的漏極電流恒流區(qū)恒流區(qū)ID近似表達(dá)式為：近似表達(dá)式為：2)()1 (offGSGSDSSDUUII放大區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎重合?？勺冸娮鑵^(qū)時(shí)，不放大區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎重合。可變電阻區(qū)時(shí)，不同的同的UDS ，轉(zhuǎn)移特性曲線有很大差別。，轉(zhuǎn)移特性曲線有很大差別。30123 UGS / VUGS(off)ID /mA4IDSS12N溝溝結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，柵源之間加結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，柵源之間加反向反向電壓

12、。電壓。P溝溝結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，柵源之間加結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，柵源之間加正向正向電壓。電壓。1.4.2 1.4.2 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOSMOS管管) )柵柵-源電壓為零時(shí)，無導(dǎo)電溝道的管子稱為源電壓為零時(shí)，無導(dǎo)電溝道的管子稱為增強(qiáng)型。增強(qiáng)型。柵柵-源電壓為零時(shí)，已建立了導(dǎo)電溝道的管子稱為源電壓為零時(shí)，已建立了導(dǎo)電溝道的管子稱為耗盡型。耗盡型。MOS管分類：管分類： N溝道（溝道（ N MOS） 增強(qiáng)型增強(qiáng)型 耗盡型耗盡型 P溝道（溝道（ P MOS） 增強(qiáng)型增強(qiáng)型 耗盡型耗盡型 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管采用絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管采用sio2絕緣層隔離，柵極為金屬鋁，絕緣層隔離，柵極為金屬鋁，又稱

13、為又稱為MOS管。管。 1、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管管 （1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 通常通常襯底和源襯底和源極連接在一起使用。極連接在一起使用。 柵極和柵極和襯底各相當(dāng)于一個(gè)極板，中襯底各相當(dāng)于一個(gè)極板，中間是絕緣層，形成電容。間是絕緣層，形成電容。 柵柵-源電壓改變時(shí)，將改變?cè)措妷焊淖儠r(shí)，將改變襯底靠近絕緣層處感應(yīng)電荷襯底靠近絕緣層處感應(yīng)電荷的多少，從而控制漏極電流的多少，從而控制漏極電流的大小。的大小。P型硅襯底型硅襯底源極源極S 柵極柵極G 漏極漏極D 襯底引線襯底引線BN+N+SiO2DBSGN溝道符號(hào)溝道符號(hào)DBSGP溝道符號(hào)溝道符號(hào)SiO2P型硅襯底型硅襯底耗盡層耗盡層襯底引線襯底引線

14、BN+N+SGDUDSID = 0D與與S之間是兩個(gè)之間是兩個(gè)PN結(jié)反向串聯(lián)，結(jié)反向串聯(lián)，無論無論D與與S之間加之間加什么極性的電壓，什么極性的電壓，漏極電流均接近于漏極電流均接近于零。零。（2） 工作原理工作原理1) 1) UGS =0 由于絕緣層由于絕緣層SiOSiO2 2的存在，柵極的存在，柵極電流為零。柵極金屬層將聚集電流為零。柵極金屬層將聚集大量正電荷，排斥大量正電荷，排斥P P型襯底靠型襯底靠近近SiOSiO2 2的空穴，將襯底的自由的空穴，將襯底的自由電子吸引到耗盡層與絕緣層之電子吸引到耗盡層與絕緣層之間，形成間，形成N N型型薄層，稱為反型薄層，稱為反型層。這個(gè)反型層就構(gòu)成了漏

15、源層。這個(gè)反型層就構(gòu)成了漏源之間的導(dǎo)電溝道。之間的導(dǎo)電溝道。PN+N+SGD反型層反型層2 2）U UGSGS 0 0 ，U UDSDS =0 =0UGS到達(dá)到達(dá)UGS（th)后，后，UGS越大，反型層越寬，導(dǎo)電溝越大，反型層越寬，導(dǎo)電溝道電阻越小，相同的道電阻越小，相同的產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的電流越大，從越大，從而實(shí)現(xiàn)了壓控電流作用。而實(shí)現(xiàn)了壓控電流作用。 產(chǎn)生反型層（導(dǎo)電溝道）時(shí)對(duì)應(yīng)的柵產(chǎn)生反型層（導(dǎo)電溝道）時(shí)對(duì)應(yīng)的柵-源電壓稱為源電壓稱為開啟電壓開啟電壓UGS(th) PN+N+SGD反型層反型層 U UDSDS作用產(chǎn)生漏極電流作用產(chǎn)生漏極電流I ID D 。溝道各點(diǎn)對(duì)柵極電壓不再相溝道各點(diǎn)對(duì)

16、柵極電壓不再相等，導(dǎo)電溝道寬度不再相等，等，導(dǎo)電溝道寬度不再相等，沿源沿源- -漏方向逐漸變窄。漏方向逐漸變窄。 3 3）U UGSGS U UGS(thGS(th） ，U UDSDS 0 0P襯底襯底B BN+N+SGDUGD=UGS-UDS U UGS(thGS(th） ，U UDSDS 0 0P襯底襯底BN+N+SGD4321051015UGS =5V6V4V3V2ViD /mAUDS =10VN N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型 MOS MOS 管的特性曲線管的特性曲線 0123恒流區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)246uGS / V（3） 特性曲線特性曲線UGs(th)輸出特性輸出特性

17、轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 uDS / ViD /mA夾斷區(qū)夾斷區(qū)2)()1(thGSGSDODUUIIID和和UGS的近似關(guān)系：的近似關(guān)系：IDO是是UGS = 2UGS(th)時(shí)的時(shí)的ID。UDS =10V0123246UGS / VUGs(th)ID /mA制造時(shí)制造時(shí),在在sio2絕緣層中摻入大絕緣層中摻入大量的正離子量的正離子,即使即使UGS =0，在正，在正離子的作用下，源離子的作用下，源-漏之間也存漏之間也存在導(dǎo)電溝道。只要加正向在導(dǎo)電溝道。只要加正向UDS ，就會(huì)產(chǎn)生就會(huì)產(chǎn)生ID。UGS0,并且當(dāng)并且當(dāng)UGS小于某一值時(shí)，小于某一值時(shí)，導(dǎo)電溝道消失，此時(shí)的導(dǎo)電溝道消失，此時(shí)的UGS稱為稱

18、為夾斷電壓夾斷電壓UGS(off) 。結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖P源極源極S漏極漏極D 柵極柵極GBN+N+正離子正離子反型層反型層SiO22、N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSMOS管管dN溝道符號(hào)溝道符號(hào)BsgP溝道符號(hào)溝道符號(hào)dBsgMOSMOS管符號(hào)管符號(hào)DBSGN溝道符號(hào)溝道符號(hào)DBSGP溝道符號(hào)溝道符號(hào)耗盡型耗盡型MOSMOS管符號(hào)管符號(hào)增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOSMOS管符號(hào)管符號(hào)432104812UGS =1V2V3V輸出特性輸出特性轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性N N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSMOS管的特性曲線管的特性曲線 1230V1012123 UGS / V2. 特性曲線特性曲線 ID UGSUGs(of

19、f) UDS / VUDS =10VID /mAID /mA場(chǎng)效應(yīng)場(chǎng)效應(yīng)管的符管的符號(hào)及特號(hào)及特性性(p76）結(jié)型結(jié)型N溝道溝道結(jié)型結(jié)型P溝道溝道NMOS增強(qiáng)型增強(qiáng)型NMOS耗盡型耗盡型PMOS增強(qiáng)型增強(qiáng)型PMOS耗盡型耗盡型（+）（+）（+）（+）（-）（-）（-）（-） 測(cè)得某放大電路中三個(gè)測(cè)得某放大電路中三個(gè)MOS管的三個(gè)電極的電位及它們的管的三個(gè)電極的電位及它們的開啟電壓如表所示。試分析各管的工作狀態(tài)（夾斷區(qū)、恒開啟電壓如表所示。試分析各管的工作狀態(tài)（夾斷區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)）。流區(qū)、可變電阻區(qū)）。管號(hào)管號(hào)U UGS(thGS(th) )/V/VUs/VUs/VU UG G/V/VU

20、 UD D/V/V工作狀態(tài)工作狀態(tài)T14-513T2-43310T3-4605恒流區(qū)恒流區(qū)夾斷區(qū)夾斷區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)增強(qiáng)型增強(qiáng)型NMOSPMOS1、直流參數(shù)、直流參數(shù) （1 1）開啟電壓開啟電壓U UGS(thGS(th) )U UDSDS為固定值能產(chǎn)生漏極電流為固定值能產(chǎn)生漏極電流I ID D所需的柵所需的柵- -源電壓源電壓U UGSGS的的最小值最小值 它是它是增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOSMOS管的參數(shù)管的參數(shù)。（NMOSNMOS管為正，管為正，PMOSPMOS管為負(fù)）管為負(fù)） （ 2）夾斷電壓夾斷電壓 UGS(off) UDS為固定值為固定值使漏極電流近似等于零時(shí)所需的柵使漏極電流近似等于

21、零時(shí)所需的柵-源電壓。源電壓。 是是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和耗盡型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和耗盡型MOS管管的參數(shù)的參數(shù)（NMOS管為負(fù)，管為負(fù)， PMOS管為正）。管為正）。 （4）直流輸入電阻直流輸入電阻RGS（DC）柵柵- -源電壓與柵極電流的比值，其值很高源電壓與柵極電流的比值，其值很高, , 一般為一般為107-1010左右。左右。 （3）飽和漏極電流）飽和漏極電流IDSS對(duì)于對(duì)于耗盡型耗盡型MOS管管,在在UGS =0情況下產(chǎn)生情況下產(chǎn)生 預(yù)夾斷時(shí)預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流。的漏極電流。2、交流參數(shù)、交流參數(shù)gm= iD / uGS UDS =常數(shù)常數(shù) gm是衡量柵是衡量柵-源電壓對(duì)漏極電流控制能力的一個(gè)重源電

22、壓對(duì)漏極電流控制能力的一個(gè)重要參數(shù)。要參數(shù)。 （1）低頻跨導(dǎo)）低頻跨導(dǎo) gm管子工作在恒流區(qū)并且管子工作在恒流區(qū)并且 UDS為常數(shù)時(shí)，漏極電流的微為常數(shù)時(shí)，漏極電流的微變量與引起這個(gè)變化的柵變量與引起這個(gè)變化的柵-源電壓的微變量之比稱為低源電壓的微變量之比稱為低頻跨導(dǎo)頻跨導(dǎo),即即（2）交流輸出電阻）交流輸出電阻rdsrds反映了反映了uDS對(duì)對(duì)iD的影響，是輸出特性曲線上的影響，是輸出特性曲線上Q點(diǎn)處切點(diǎn)處切線斜率的倒數(shù)線斜率的倒數(shù) rds在在恒流區(qū)很大。恒流區(qū)很大。常數(shù)GSUDDSdsiur3、參數(shù)參數(shù)（1）最大漏極電流）最大漏極電流IDM()最大漏源電壓最大漏源電壓U DS(BR)(3)最

23、大柵源電壓最大柵源電壓U GS(BR)(4)最大耗散功率最大耗散功率P DM場(chǎng)效應(yīng)管的柵極場(chǎng)效應(yīng)管的柵極g g、源極、源極s s、漏極、漏極d d分別對(duì)應(yīng)于晶體管分別對(duì)應(yīng)于晶體管的基極的基極b b、發(fā)射極、發(fā)射極e e、集電極、集電極c c1 1）FETFET是電壓控制元件，輸入阻抗很高；是電壓控制元件，輸入阻抗很高；BJT BJT 是電流控制元件，輸入阻抗較?。皇请娏骺刂圃?，輸入阻抗較?。? 2）FETFET（單極型）多子參與導(dǎo)電，溫度穩(wěn)定性好，抗（單極型）多子參與導(dǎo)電，溫度穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)，輻射能力強(qiáng)， FETFET噪聲系數(shù)??；噪聲系數(shù)小；BJTBJT為多子和少子同時(shí)參與導(dǎo)電，溫度

24、特性能差；為多子和少子同時(shí)參與導(dǎo)電，溫度特性能差；3 3）FETFET漏極與源極可以互換使用；漏極與源極可以互換使用；BJTBJT的發(fā)射極與集的發(fā)射極與集電極一般不能互換使用；電極一般不能互換使用； FETFET比比BJTBJT的種類多，組成的種類多，組成電路更靈活；電路更靈活；4 4）FETFET工藝簡(jiǎn)單，功耗小，電源范圍寬，更多用于大工藝簡(jiǎn)單，功耗小，電源范圍寬，更多用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。）管的柵極絕緣，外界感應(yīng)電荷不易泄放）管的柵極絕緣，外界感應(yīng)電荷不易泄放 例例 已知某管的輸出特性曲線如圖所示。試分析該管是已知某管的輸出特性曲線如圖所示。試分析該管是什么

25、類型的場(chǎng)效應(yīng)管。什么類型的場(chǎng)效應(yīng)管。N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管。管。2105101510V8V6V uDS / ViD /mA4V開啟電壓開啟電壓UGS(th)=4V 例例 電路及管子的輸出特性如圖所示。試分析電路及管子的輸出特性如圖所示。試分析uI為為0、8V和和10V三種情況下三種情況下uO分別為幾伏。分別為幾伏。+VDD(+15V)RD5kuo +-uI +- -2105101510V8V6V uDS / ViD /mA4VVVuuiuuDDDSODIGS15, 00) 1 (，因而時(shí)，管子處于夾斷狀態(tài)當(dāng)VVRiVuumAiVuuDDDDDSODIGS10)5115(,18)2(的時(shí)

26、，管子工作在恒流區(qū)當(dāng)+VDD(+15V)RD5kuo +-uI +- -2105101510V8V6V uDS / ViD /mA4VVVVRRRukiuRVuuDDDdsdsODDSdsIGS6 . 51535331013/103區(qū)，等效電阻為，管子工作在可變電阻（3）當(dāng)）當(dāng)UGS(th)=10V時(shí)，若認(rèn)為時(shí)，若認(rèn)為 T工作在恒流區(qū)，工作在恒流區(qū)，則則iD為為2.2mA, uo=4V,而而uGS=10V時(shí)的預(yù)夾斷電壓時(shí)的預(yù)夾斷電壓為為uDS=6V說明管子工作在可變電阻區(qū)。說明管子工作在可變電阻區(qū)。+VDD(+15V)RD5kuo +-uI +- - uDS / V2105101510V8V6

27、ViD /mA4V3場(chǎng)效應(yīng)管組成的放大電路與雙極型晶體管一樣，必須建場(chǎng)效應(yīng)管組成的放大電路與雙極型晶體管一樣，必須建立立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)合適的靜態(tài)工作點(diǎn). . 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路. . .1. 1. 自給偏壓電路自給偏壓電路此電路只適用于此電路只適用于耗盡型器件耗盡型器件靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析2)()1 (offGSGSQDSSDQsDQSQGQGSQUUIIRIUUU)(sDDQDDDSQRRIVU柵極電流為柵極電流為0、分壓式偏置電路、分壓式偏置電路靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析sDQDDGGGSQGQGSQRIVRRRUUU212IDQ UGSQ2)() 1(thGSG

28、SDODUUIi)(SDDQDDDSQRRIVU柵極電流為柵極電流為0增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOSMOS管的電流方程管的電流方程靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析例例3-1 自給偏壓電路中自給偏壓電路中,已知場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性已知場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性, 用圖解法確定用圖解法確定Q點(diǎn)點(diǎn)VVKRKRMRDDDSG20,18,2,10DDSDDDSVRRiu)(1) (1) 根據(jù)輸出回路方程作根據(jù)輸出回路方程作直流負(fù)載線直流負(fù)載線MNMN(2) (2) 根據(jù)直流負(fù)載線與各輸根據(jù)直流負(fù)載線與各輸出曲線的交點(diǎn)出曲線的交點(diǎn)a a、b b、c c、d d、e e所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的i iD D和和u uGSGS的值作的值作轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)

29、移特性特性(3) (3) 根據(jù)輸入回路方程根據(jù)輸入回路方程作作源極負(fù)載線源極負(fù)載線OLOL（4）源極負(fù)載線與轉(zhuǎn)移特性曲線的交點(diǎn)為）源極負(fù)載線與轉(zhuǎn)移特性曲線的交點(diǎn)為Q點(diǎn)點(diǎn)SDGSRiuQQ0.750.3712.5GSQDQDSQUVImAUV 求靜態(tài)工作點(diǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管的圖示電路中，例）（mAIVUVVkRkRMRkRMRDSSoffGSDDDSGGG5 . 01,18,30,2,10,47,22321sDQDDGGGSQGQGSQRIVRRRUUU212DQGSQGSQDQIUUI24 . 0)1 (5 . 02VU舍去UVUVUmAImAImAIDSQoffGSGSQGSQDQDQDQ1 . 8

30、),(78. 2,22. 059. 1,31. 0,)64. 095. 0()(所以22)()11 (5 . 0)1 (GSQoffGSGSQDSSDQUUUII. 用微變等效電路法分析場(chǎng)效應(yīng)管用微變等效電路法分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù) 場(chǎng)效應(yīng)管的交流低頻小信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管的交流低頻小信號(hào)模型),(DSGSDuufidsUDSDmUGSDruiguiGSDS1令DSUDSDGSUGSDDuuiuuiiGSDSddd求全微分求全微分dsdsgsmdUrUgI1則低頻小信號(hào)模型低頻小信號(hào)模型dsdsgsmdUrUgI1rdsMOSMOS管簡(jiǎn)化交流等效模型管簡(jiǎn)化交流等效模型sdg. . .U Ugsgsg gm mU Ugsgssdg. . .U Ugsgsg gm mU UgsgsDQDOGS(th)mIIU2gDQDSSoffGSmIIUg)(2耗盡型耗盡型MOSMOS及含結(jié)型及含結(jié)型2()(1)GSDDSSGS offuiIU增強(qiáng)型：增強(qiáng)型：UGS(th)iD=IDO(uGS1)2應(yīng)用微變等效電路分析法分析應(yīng)用微變等效電路分析法分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路GiRR （）（）共源放大電路共源放大電路微變等效電路微變等效電路LDLLmgsLgs