场效应管及其放大电路1

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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；