場效應(yīng)管原理

1、場效應(yīng)管放大電路重點難點重點：共源（CS）、共柵（CG）、共漏（CD）三 種組態(tài)放大器的分析方法及性能比較。難點：結(jié)型和絕緣柵型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理11 結(jié)型場效應(yīng)管2 場效應(yīng)管放大電路場效應(yīng)管及放大電路2場效應(yīng)管放大電路N溝道P溝道增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)分類：耗盡型：場效應(yīng)管沒有加偏置電壓時，就有導(dǎo)電溝道存在增強型：場效應(yīng)管沒有加偏置電壓時，沒有導(dǎo)電溝道31 結(jié)型場效應(yīng)管 結(jié)構(gòu) 工作原理 輸出特性 轉(zhuǎn)移特性 主要參數(shù) （1 ）JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理 （2） JFET的特性曲線及參數(shù) 4 源極，用S或s表

2、示N型導(dǎo)電溝道漏極，用D或d表示 P型區(qū)P型區(qū)柵極，用G或g表示柵極，用G或g表示符號符號（1） JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)型場效應(yīng)管1. 結(jié)構(gòu) # 符號中的箭頭方向表示什么？5（1） JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理1. 結(jié)構(gòu) 62. 工作原理 結(jié)型場效應(yīng)管 VGS對溝道的控制作用當(dāng)VGS0時（以N溝道JFET為例） 當(dāng)溝道夾斷時，對應(yīng)的柵源電壓VGS稱為夾斷電壓VP （ 或VGS(off) ）。對于N溝道的JFET，VP 0。PN結(jié)反偏耗盡層加厚溝道變窄。 VGS繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄 VDS對溝道的控制作用當(dāng)VGS=0時，VDSID G、D間PN結(jié)的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道

3、變窄，從上至下呈楔形分布。 當(dāng)VDS增加到使VGD=VP 時，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。此時VDS 夾斷區(qū)延長溝道電阻ID基本不變 VGS和VDS同時作用時當(dāng)VP VGSUGS（off）uGDUT時, 溝道加厚，溝道電阻減少，在相同UDS的作用下，ID將進一步增加開始無導(dǎo)電溝道，當(dāng)在UGSUT時才形成溝道,這種類型的管子稱為增強型MOS管17增強型MOS管uDS對iD的影響 用場效應(yīng)管組成放大電路時應(yīng)使之工作在恒流區(qū)。N溝道增強型MOS管工作在恒流區(qū)的條件是什么？ iD隨uDS的增大而增大，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

4、來克服夾斷區(qū)的電阻18耗盡型MOS管 耗盡型MOS管在 uGS0、 uGS 0、 uGS 0時均可導(dǎo)通，且與結(jié)型場效應(yīng)管不同，由于SiO2絕緣層的存在，在uGS0時仍保持g-s間電阻非常大的特點。加正離子小到一定值才夾斷uGS=0時就存在導(dǎo)電溝道19 N溝道增強型MOS場效應(yīng)管特性曲線增強型MOS管UGS一定時， ID與UDS的變化曲線，是一族曲線 ID=f(UDS)UGS=C 輸出特性曲線1.可變電阻區(qū)： ID與UDS的關(guān)系近線性 ID 2K(UGS-UT)UDSUGS=6VUGS=4VUGS=5VUGS=3VUGS=UT=3VUGS(V)ID(mA)當(dāng)UGS變化時，RON將隨之變化因此稱之

5、為可變電阻區(qū)當(dāng)UGS一定時，RON近似為一常數(shù)因此又稱之為恒阻區(qū)20 N溝道增強型MOS場效應(yīng)管特性曲線增強型MOS管輸出特性曲線2. 恒流區(qū)： 該區(qū)內(nèi)，UGS一定，ID基本不隨UDS變化而變3.擊穿區(qū)： UDS 增加到某一值時，ID開始劇增而出現(xiàn)擊穿。 當(dāng)UDS 增加到某一臨界值時，ID開始劇增時UDS稱為漏源擊穿電壓。UGS=6VUGS=4VUGS=5VUGS=3VUGS=UT=3VUGS(V)ID(mA)21MOS管的特性1)增強型MOS管2)耗盡型MOS管開啟電壓夾斷電壓223. 場效應(yīng)管的分類工作在恒流區(qū)時g-s、d-s間的電壓極性uGS=0可工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？ uGS

6、0才工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？ uGS0才工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？ 23 場效應(yīng)管放大電路 直流偏置電路 靜態(tài)工作點 FET小信號模型 動態(tài)指標(biāo)分析 三種基本放大電路的性能比較 （1） FET的直流偏置及靜態(tài)分析 （2） FET放大電路的小信號模型分析法24(1)靜態(tài)工作點的設(shè)置方法 1. 基本共源放大電路 根據(jù)場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件，在g-s、d-s間加極性合適的電源252. 自給偏壓電路由正電源獲得負偏壓稱為自給偏壓263. 分壓式偏置電路為什么加Rg3?其數(shù)值應(yīng)大些小些？即典型的Q點穩(wěn)定電路27近似分析時可認為其為無窮大！根據(jù)iD的表達式或轉(zhuǎn)移特性可求得gm。與晶體管的

7、h參數(shù)等效模型類比：28 基本共源放大電路的動態(tài)分析若Rd=3k， Rg=5k， gm=2mS，則與共射電路比較。29 基本共漏放大電路的動態(tài)分析若Rs=3k，gm=2mS，則30基本共漏放大電路輸出電阻的分析若Rs=3k，gm=2mS，則Ro=?313. 三種基本放大電路的性能比較組態(tài)對應(yīng)關(guān)系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET電壓增益：CE：CC：CB：CS：CD：CG：32輸出電阻：3. 三種基本放大電路的性能比較BJTFET輸入電阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：33小 結(jié)1. 場效應(yīng)管種類很多，主要有結(jié)型和絕緣柵場效應(yīng)管結(jié)型有N溝道和P溝道兩種， N溝道在UGS0下工作絕緣柵場效應(yīng)管有N溝道增強型、 N溝道耗盡型、 P溝道增強型、P溝道耗盡型四種類型。增強型不存在原始導(dǎo)電溝道，UGS只在單一極性或正或負工作；而耗盡型存在原始溝道，UGS可正可負。2. 場效應(yīng)管是單極型電壓控制器件，具有輸入電阻高，一 般可達109。34小 結(jié)3. 場效應(yīng)管放大電路主要有共源、共柵和共漏三