场效应管及其放大电路ppt课件.ppt

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1、《模拟电子技术》制作：郑敏二00五年五月第3章场效应管放大电路本章主要内容：3.1绝缘栅场效应管3.2结型场效应管3.3场效应管的比较3.4场效应管的主要参数及使用注意事项3.5场效应管放大电路3.6本章小结3.1绝缘栅场效应管场效应管的分类：绝缘栅场效应管是由金属、氧化物、半导体组成的，所以又叫金属—氧化物—半导体场效应管（Metal-Oxide-SemiconductortypeFieldEffectTransistor），缩写为MOSFET，简称为MOS管。3.1绝缘栅场效应管3.1绝缘栅场效

2、应管3.1.1N沟道增强型MOS管3.1.2N沟道耗尽型MOS管3.1.1N沟道增强型MOS管一、结构及符号图3-1N沟道增强型MOS管的结构示意图3.1.1N沟道增强型MOS管图3-2增强型MOS管的电路符号3.1.1N沟道增强型MOS管二、工作原理N沟道增强型MOS管的基本工作原理用如图3-3所示电路加以说明。（1）UGS对沟道的影响UGS＝0时，导电沟道不存在，ID=0；UGS＜UT时，导电沟道不存在，ID=0；UGS≥UT时，导电沟道存在，ID≠0；3.1.1N沟道增强型MOS管图3-3N沟

3、道增强型MOS管的基本工作原理3.1.1N沟道增强型MOS管（2）ID与UGS、UDS之间的关系前提条件：保证导电沟道形成，即：UGS≥UT，且UGS为某一固定值。当UDS较小（UGS－UDS＞UT）时，沟道存在，ID随UDS线性变化。当UDS较大（UGS－UDS≤UT）时，沟道预夹断，ID几乎不随UDS变化。3.1.1N沟道增强型MOS管三、特性曲线（1）转移特性曲线所谓转移特性曲线，就是输入电压uGS对输出电流iD的控制特性曲线。如图3-4（a）所示。（2）输出特性曲线所谓输出特性是表示在UGS

4、一定时，iD与uDS之间的关系，是所表示的关系曲线。如图3-4（a）所示。3.1.1N沟道增强型MOS管图3-4N沟道增强型MOS管的特性曲线3.1.1N沟道增强型MOS管①截止区条件：UGS＜UT时对应的区域。特点：没形成导电沟道，iD≈0，管子为截止状态。②可变电阻区条件：UGS－UDS＞UT。特点：UGS一定时，iD与uDS是线性电阻关系；改变UGS，即改变线性电阻大小。③恒流区条件：UGS≥UT，且UGS－UDS＜UT。特点：曲线呈近似水平状，uDS对iD的影响很小。3.1.2N沟道耗尽型M

5、OS管N沟道耗尽型MOS管的结构与N沟道增强型MOS管的结构类似。N沟道增强型MOS管在UGS=0时没有导电沟道，只有当UGS增加到大于UT时，导电沟道才形成。而N沟道耗尽型MOS管在UGS=0时，存在原始导电沟道，即它的导电沟道是在制造工艺过程中形成的。常用的一种方法是在SiO2绝缘层形成过程中，掺入一些金属正离子，使得场效应管在UGS=0时，也会在SiO2绝缘层中形成垂直并指向衬底表面的自建电场。图3-4N沟道耗尽型MOS管的结构示意图与电路符号一、结构及电路符号3.1.2N沟道耗尽型MOS管3

6、.1.2N沟道耗尽型MOS管图3-5N沟道耗尽型MOS管的特性曲线二、特性曲线3.2结型场效应管3.2.1结型场效应管的结构和符号3.2.2结型场效应管的工作原理3.2.3结型场效应管的伏安特性曲线3.2.1结型场效应管的结构和符号结型场效应管也有N沟道和P沟道两种类型。图是N沟道结型场效应管的结构示意图，它是在一块N型半导体材料的两侧，采用扩散工艺做出两个高浓度的P型区（用P+表示），形成两个PN结，再进行封装而成的场效应管。由管子两侧的P+型区引出引线并接成一个电极作为栅极G；由N型区的两端各引

7、出一个电极，分别作为漏极D和源极S；3.2.1结型场效应管的结构和符号图3-6N沟道结型场效应管的结构示意图和符号3.2.1结型场效应管的结构和符号图3-7P沟道结型场效应管的结构示意图和符号3.2.2结型场效应管的工作原理N沟道和P沟道两种结型场效应管的工作原理是相同的，只是偏压的极性和参与导电的载流子不同而已。下面以N沟道结型场效应管为例介绍结型场效应管的工作原理。N沟道结型场效应管工作的基本原理电路如图3-8所示。3.2.2结型场效应管的工作原理图3-8N沟道结型场效应管的工作原理图3.2.2

8、结型场效应管的工作原理图3-9UGS对ID的控制作用3.2.2结型场效应管的工作原理（1）UGS=0时，沟道存在且很宽。（2）UP＜UGS＜0时，沟道存在变窄，沟道电阻。（3）UGS≥UP时，沟道夹断。以上分析表明，改变栅源电压UGS的大小，可以有效地控制沟道电阻的大小。如果在漏源间加上固定电压UDS，则漏极到源极的电流ID将受到UGS的控制，

9、UDS

10、增大时，沟道电阻增大，电流ID减小。3.2.2结型场效应管的工作原理二、UDS对ID的影响假设UGS=0保证沟道存在