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时间:2018-12-05
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1、《模拟电子技术》主讲:王彦武汉铁路职业技术学院二00七年四月第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:3.1绝缘栅场效应管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N沟道增强型MOS管的结构示意图3.1.1N沟道增强型MOS管增强型MOS管的电路符号3.1.1N沟道增强型MO
2、S管二、工作原理N沟道增强型MOS管的基本工作原理3.1.1N沟道增强型MOS管由上图可以得出结论:(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(2)ID与UGS、UDS之间的关系在满足UGS≥UT,且UGS为某一固定值的条件下: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U
3、DS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。3.1.1N沟道增强型MOS管(2)输出特性曲线输出特性是表示在UGS一定时,iD与uDS之间的关系,是所表示的关系曲线.3.1.1N沟道增强型MOS管在输出曲线中:①截止区条件:UGS<UT时对应的区域。特点:无导电沟道,iD≈0,截止状态。②可变电阻区条件:UGS-UDS>UT。特点:UGS一定时,iD与uDS呈现线性关系;改变UGS,即改变线性电阻大小。③
4、恒流区条件:UGS≥UT,且UGS-UDS<UT。特点:曲线呈近似水平,uDS对iD的影响很小。3.1.2N沟道耗尽型MOS管N沟道耗尽型MOS管的结构示意图与电路符号一、结构及符号3.1.2N沟道耗尽型MOS管N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(JFET)3.2.1JFET结构和符号3.2.2JFET的工作原理3.2.3JFET伏安特性曲线3.2.1JFET的结构与符号一、结构及符号N沟道结型场效应管的结构示意图和符号3.2.1JFET的结构与符号P沟道结型场效应管的
5、结构示意图和符号3.2.2JFET的工作原理一、UGS对ID的控制作用UGS对ID的控制作用原理图3.2.2JFET的工作原理(1)UGS=0时,沟道存在且很宽。(2)UP<UGS<0时,沟道存在但变窄,沟道电阻增大。(3)UGS≥UP时,沟道夹断。由上图可得:3.2.2JFET的工作原理改变栅源电压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,
6、UDS
7、增大时,沟道电阻增大,电流ID减小。3.2.2JFET的工作原理二、U
8、DS对ID的控制作用UDS对ID的控制作用原理图3.2.2JFET的工作原理在UGS=0时保证沟道存在的条件下:(1)UDS<│UP│,沟道存在。(2)UDS=│UP│,沟道临界预夹断。(3)UDS>│UP│,沟道夹断变深。3.2.3JFET的伏安特性曲线一、转移特性曲线转移特性曲线是输入电压uGS对输出电流iD的控制特性曲线。3.2.3JFET的伏安特性曲线二、输出特性曲线输出特性表示在UGS一定时,iD与uDS之间的关系曲线.3.2.3JFET的伏安特性曲线N沟道结型场效应管的三种工作区:(
9、1)夹断区条件:UGS≤UP特点:沟道不存在,ID=0。(2)恒流区条件:UGS-UDS<UP特点:ID不随UDS变化,而受UGS控制。(3)可变电阻区条件:UGS-UDS>UP特点:ID受UDS控制,且成线性关系。3.2.3JFET的伏安特性曲线结论:(1)结型效应管工作时,其栅极与沟道之间的PN结外加反向偏置,以保证有较高的输入电阻。(2)结型效应管是电压控制电流器件,iD受uGS控制。(3)预夹前,iD随uDS线性变化;预夹断后,iD趋于饱和。3.3场效应管的比较3.3.1场效应管与三极管
10、的比较3.3.1场效应管和三极管比较(1)场效应管是一种压控器件,由栅源电压UGS来控制漏极电流ID;而晶体三极管是电流控制器件,通过基极电流IB控制集电极电流IC。(2)场效应管参与导电的载流子只有多子,称为单极性器件;而晶体三极管除了多子参与导电外,少子也参与导电,称为双极性器件。因此,场效应管受温度、辐射等激发因素的影响小,噪声系数低;而晶体三极管容易受温度、辐射等外界因素影响,噪声系数也大。3.3.1场效应管和三极管比较(3)场效应管直流输入电阻和交流输入电阻都非常高,可达数百兆欧以上;
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