模电第05章场效应管放大电路(康华光)

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1、第五章场效应管放大电路(JFET部分)重点：1.掌握场效应管的工作原理、特性曲线；2.学会判断场效应管的工作状态；3.掌握场效应管放大电路(特别是结型场效应管JFET放大电路)的分析方法。12、符号gsdp+p+漏极d源极s栅极gN§5.3结型场效应管JFET一.N沟道结型场效应管(N沟道JFET)1、结构——两个PN结夹着一个N型沟道。3.N沟道JFET的放大原理(以共源极接法为例)N沟道JFET共源极接法的接线：+vGS-gsd+vDS-igiD+VCC-RD经实验证明:(1)VP

2、g≈0vGS>0:非工作区域,此时ig>0(2)当栅源电压vGS变化,漏源电压vDS=constant>0时:vGS≤VP(夹断电压,VP＜0):漏极电流iD=0VP(vGS-VP):vDS越大,iD恒定;且iD=IDSS(1-vGS/VP)234.N沟道JFET的内部微观原理(1)当栅源电压vGS变化,漏源电压vDS≥0时当v

3、GS＜0时当vGS≤VP时(固定参数)沟道夹断PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄当vGS>0时PN结正偏,耗尽层变薄当vGS=0时N沟道最宽ig>0,非工作区域这时若vDS≥0,则iD≥0同样的vDS情况iDiD=04(2)当栅源电压vGS=constant＞VP,漏源电压vDS变化时由于vGS＞VP,所以导电沟道未夹断。a.当vDS=0时,iD=0。b.当vDS→iD→沟道产生电位梯度,靠近漏极d处的耗尽层加宽,沟道变窄,呈楔形分布。c.当vDS再,使vDS=vGS-VP时,在靠漏极处夹

4、断——预夹断。即:预夹断前,vDS→iD;预夹断后,vDS→iD几乎不变。d.当vDS再→预夹断点下移→夹断区延长→沟道电阻→iD基本不变(3)由于VP

5、S-gsd+vDS-igiD+VCC-RD——低频跨导,参数之一曲线上某点的斜率：6(2)输出特性曲线(iDvDS/vGS=constant)(漏极特性曲线)VGS=-1VVGS=-2VVGS=VP0VDS/VID/mA432148121620VGS=0预夹断轨迹:vDS=vGS-VP可变电阻区恒流区截止区+vGS-gsd+vDS-igiD+VCC-RD76.工作区域的特点及其工作区域判断(1)截止区判断：VGS＜VP特点：iD＝0这时场效应管D、S端相当于:一个断开的开关。VGS=-1VVGS=-2VVGS

6、=VP0VDS/VID/mA432148121620VGS=0截止区+vGS-gsd+vDS-igiD+VCC-RD8(2)可变电阻区(线性区)判断：vGS＞VP,vDS≤vGS-VP特点:rds是一个受vGS控制的可变电阻vGS越大,rds越小。当VGS足够大(如:vGS＝0)时场效应管D~S端相当于:一个接通的开关。VGS=-1VVGS=-2VVGS=VP0VDS/VID/mA432148121620VGS=0可变电阻区+vGS-gsd+vDS-igiD+VCC-RD9(3)恒流区(饱和区、放大区)判断:V

7、GS＞VP,vDS＞vGS-VP特点:vDS＝vCC-iDRDVGS=-1VVGS=-2VVGS=VP0VDS/VID/mA432148121620VGS=0恒流区若vGS恒定,则iD恒定——恒流源特点这时场效应管D、S端相当于:一个受电压控制的恒流源+vGS-gsd+vDS-igiD+VCC-RD10gds二.结型P沟道场效应管1.符号3.分析方法P沟道分析方法与N沟道耗尽型相同，只不过须将所有的电压电流方向、大于小于号方向反过来。三.JFET的参数——与耗尽型MOS管的参数相同。漏极源极栅极N+N+漏极d源

8、极s栅极gP2.结构11四.共源极JFET放大电路1.电路2.静态分析直流通道：VGS=VDD·Rg2/(Rg1+Rg2)-IDRID=IDSS(1-VGS/Vp)2VDS=VDD-ID(Rd+R)gm=-2IDSS(1-VGS/Vp)/VpRg1Rg2RVDDRd+VGS–ID+VDS–123.动态分析(1)JFET的小信号模型等效+vgs-+vds-gmvgsrdsiddgsgsd