場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路改

場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路改第1頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.6.1場(chǎng)效應(yīng)管FET（以N溝道為例）

晶體管——雙極性管；電流控制器件；Ri不高（iB≠0）

場(chǎng)效應(yīng)管——單極性管；電壓控制器件；iG→0,Ri=107～1012Ω。FET——結(jié)型、絕緣柵型（MOS）1.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)——N溝道、P溝道導(dǎo)電溝道(N溝道多子為電子)源極柵極漏極(b)N溝道結(jié)構(gòu)示意圖2.6場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路(a)符號(hào)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.第2頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2（1）uDS=0,uGS對(duì)導(dǎo)電溝道的控制作用(a)uGS=0溝道最寬|uGS|增大溝道變窄,Rds↑|uGS|=UGS(off)溝道消失(夾斷),Rds=∞

uGS可以改變耗盡層寬度，控制導(dǎo)電溝道的寬度，即uGS可以改變溝道電阻Rds的大小。夾斷電壓工作原理第3頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3（2）轉(zhuǎn)移特性——uGS對(duì)iD控制作用(UGS（off）<uGS<0)(a)uGS=0，溝道最寬，iD=IDSS最大；漏極飽和電流夾斷電壓

①不同型號(hào)的管子UGS（off）、IDSS不同；②d、s極可以調(diào)換使用N(b)uGS負(fù)壓增大，溝道變窄，iD減小；(c)|uGS|↑↑=UGS(off)，溝道夾斷，iD=0第4頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4uGD＝UGS（off）uGD>UGS（off）uGD<UGS（off）①uDS=0，多子無(wú)定向移動(dòng)，iD=0*（3）uGS為某一定值，uDS對(duì)iD的影響uDS=0②uDS>0、uGD>UGS(off):iD∝uDS——可變電阻區(qū)。③uDS↑→uGD=UGS(off)——“預(yù)夾斷”④當(dāng)uDS↑↑→uGD<uGS(off):夾斷區(qū)加長(zhǎng)、阻力↑→iD↓；縱向場(chǎng)強(qiáng)↑→iD↑——相互抵消，iD幾乎不變——恒流區(qū)！iD幾乎僅決定于uGS。第5頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5（4）輸出特性預(yù)夾斷軌跡可變電阻區(qū)恒流區(qū)夾斷區(qū)（截止區(qū)）IDSS低頻跨導(dǎo)：ΔiD擊穿區(qū)①uDS=0，多子無(wú)定向移動(dòng)，iD=0；

uDS>0、uGD>UGS(off):

△iD∝△uDS——可變電阻區(qū)。③

uGS<UGS(off)，夾斷Rds=∝，iD≈0(5uA)夾斷電壓②

uDS↑→uGD=UGS(off)——“預(yù)夾斷”；當(dāng)uDS↑↑→uGD<uGS(off)，夾斷區(qū)加長(zhǎng)、阻力↑，增加部分用于克服阻力，iD幾乎不變——恒流區(qū)！iD幾乎僅決定于uGS(β=△iC/△iB)第6頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6▲JFET轉(zhuǎn)移特性與輸出特性曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系正常工作條件：第7頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一72.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（IGFET;MOS）

uGS=0,無(wú)導(dǎo)電溝道，即使uDS＞0，仍有

iD=0

。

uGS增大，耗盡層增寬；形成反型層——導(dǎo)電溝道。使溝道剛剛形成的uGS——UGS(th)開啟電壓。uGS愈大，反型層愈厚，溝道電阻Rds愈小。uGS可改變Rds的大小。SiO2絕緣層（襯底）耗盡層空穴高摻雜反型層1）uDS

＝0，uGS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響（1）N溝道增強(qiáng)型MOS管第8頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一82）轉(zhuǎn)移特性——uGS對(duì)iD控制作用(a)uGS<UGS(th)，溝道沒有形成，iD=0；

——管截止，Rds=∝IDO——uGS=2UGS(th)時(shí)的iDUGS(th)——開啟電壓（iD=5uA時(shí)的uGS）(b)uGS≥UGS(th),溝道形成，iD>0——管導(dǎo)通隨uGS↑→溝道變深→iD↑——壓控器件(c)近似公式：第9頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一9*3)uGS(>UGS(th))為定值，uDS對(duì)iD的影響

用場(chǎng)效應(yīng)管組成放大電路時(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？uDS較小，iD隨uDS的增大而增大——可變電阻區(qū)

uDS↑→uGD＝UGS（th）

——預(yù)夾斷uDS↑↑,夾斷區(qū)增長(zhǎng)，iD幾乎僅受控于uGS，——恒流區(qū)剛出現(xiàn)夾斷第10頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一10①uDS=0，少子無(wú)定向移動(dòng)，iD=0；uDS>0，iD∝uDS——可變電阻區(qū)④uGS<UGS(th)，導(dǎo)電溝道沒形成，iD≈0(5uA)——夾斷區(qū)。4）輸出特性——uDS對(duì)iD的影響②uDS↑→uGD=UGS(th)(即uDS=uGS-UGS(th))——“預(yù)夾斷”③當(dāng)uDS↑↑，夾斷區(qū)加長(zhǎng)、阻力↑，uDS增加部分用于克服阻力，iD幾乎不變——恒流區(qū)！iD僅決定于uGS。uDS>0uGS>0第11頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一11N溝道增強(qiáng)型MOS管特性曲線uDS>0，uGS>0第12頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12（2）N溝道耗盡型MOS管耗盡型MOS管：uDS＞0，

uGS可＞

0、＜0、＝0，靈活方便。加正離子①uGS=0，正離子→反型層，uDS>0→iD=IDSS——飽和漏極電流②uGS<0,反型層變薄，iD↓④當(dāng)|uGS|↓=UGS(off)——夾斷，iD≈0IDSS③uGS>0,反型層變厚，iD↑第13頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一133.場(chǎng)效應(yīng)管的分類

工作在恒流區(qū)時(shí)g-s、d-s間的電壓極性u(píng)GS=0可工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？uGS＞0才工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？uGS＜0才工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？第14頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一14FET特點(diǎn)(1)壓控器件(電場(chǎng)效應(yīng))(2)單極性管(3)Ri高，噪聲低，熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)，耗電省(4)體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)。

(5)易受靜電影響而損壞.第15頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一15

1.基本共源放大電路

N溝道MOS管放大條件：

UGS>UGS(th)，UDS>UGS-UGS(th)2.6.2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路（1）靜態(tài)分析（Ui=0）第16頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一16（2）動(dòng)態(tài)分析

1）場(chǎng)效應(yīng)管的交流等效模型Id第17頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一172)基本共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析Id[例2.6.1]P120第18頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一182.基本共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，則（1）Au和Ri第19頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一19（2）基本共漏放大電路Ro若Rs=3kΩ，gm=2mS，則Ro=?[例2.6.2]P122第20頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一203.自給偏壓電路由正電源獲得負(fù)偏壓稱為自給偏壓靜態(tài)分析：第21頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一214.分壓式偏置電路(典型的Q點(diǎn)穩(wěn)定電路)為什么加Rg3?其數(shù)值應(yīng)大些小些？聯(lián)立求解：UGSQ、IDQ第22頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一22(1)靜態(tài)分析求：UDS和

IDVDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k第23頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一23uoVDD=20VRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k（2）動(dòng)態(tài)分析sgR2R1RGRL'dRLRDRo=RD=10k第24頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一242.7復(fù)合管放大電路復(fù)合管：多只管子合理連接等效成一只管子。

不同類型的管子復(fù)合后，其類型決定于T1管。目的：增大β、rbe，改變管子的類型。uBE=uBE1+uBE2=iB1rbe1+iB2rbe2=…rbe=uBE/iB(iB1)=…第25頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一25*討論一

判斷下列各圖是否能組成復(fù)合管

在合適的外加電壓下，每只管子的電流都有合適的通路，才能組成復(fù)合管。×√×√√×第26頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一26××√××√√*討論三

判斷下列各圖是否能組成復(fù)合管第27頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一27Ri=?Ro=?*討論三第28頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期一28第二章基本放大電路復(fù)習(xí)要求一、重點(diǎn)掌握的內(nèi)容

1．放大、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)、直流通路與交流通路、靜態(tài)工作點(diǎn)、負(fù)載線、最大不失真輸出電壓、放大倍數(shù)、輸入電阻與輸出電阻的概念。

2．放大電路的組成原則，各種基本放大電路（共射、共集、共基）的工作原理及特點(diǎn)，能根據(jù)具體要求選