模拟电子技术补充讲义

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1、《模拟电子技术基础》补充讲义九江职业技术学院2005年3月14目录1．2．2变容二极管2．5场效应管及其放大电路3．1．3差动电路动态分析与共模抑制比3．2．1线电路的名词解释5．3．5集成功放TDA2030及其应用参考文献141．2．2变容二极管变容二极管使用时，要使其工作于反向偏置状态。变容二极管电容量一般较小，最大电容值为几十到几百皮法。最大电容与最小电容之比约为5：1。典型变容二极管电容电压曲线如图1.2.2(b)所示。图1.2.2(b)变容二极管C-U曲线2．5场效应管及其放大电路场效应管(Fieldeffec

2、ttransistor，简称FET)是仅由多数载流子参与导电的半导体有源器件，它是一种由输入信号电压来控制其输出电流大小的半导体三极管，所以是电压控制器件。其主要特点是输入电阻非常高，可达～Ω，输入端基本不取电流。另外，它还具有噪声低，受温度、辐射影响小，制造工艺简单，便于大规模集成等特点，已广泛应用于集成电路中。根据结构的不同，场效应管分为结型场效应管（Junctionfieldeffecttransistor,简称JFET）和绝缘栅型场效应管（Insulatedgatefieldeffecttransistor，简称

3、IGFET）两大类。绝缘栅型场效应管有增强型和耗尽型两类。不论结型或增强型耗尽型绝缘栅场效应管，它们又有N沟道和P沟道两种。2.5.1增强型绝缘栅场效应管的结构及其工作原理一、结构和电路符号14增强型绝缘栅场效应管的结构示意图和电路符号如图2.5.1所示。其中图（a）为N沟道结构示意图。它以一块掺杂浓度较低的P型硅片作为衬底，利用扩散工艺在P型衬底上面的左右两侧制成两个高掺杂的N区，并用金属铝在两个N区引出电极，分别作为源极（Source）s和漏极（Drain）d；然后在P型硅片表面覆盖一层很薄的二氧化硅（SiO2）绝缘

4、层，在漏源极之间图2.5.1N沟道增强型MOS管的结构与符号（a）N沟道结构示意图（b）N沟道符号的绝缘层上再喷一层金属铝作为栅极（Gate）g；另外在衬底引出衬底引线（Substrate）B（它通常在管内与源极s相连接）。可见这种管子的源极、漏极是绝缘的，故称绝缘栅场效应管。这种管子由金属（Metal）、氧化物(Oxide)和半导体(Semiconductor)制成，故称为MOSFET，简称MOS管。N沟道MOS管称NMOS管，P沟道MOS管称PMOS管。图2.5.1（b）是N沟道增强型MOS管的电路符号。图中，衬底B

5、的箭头方向是PN结正偏时的正向电流方向。二、工作原理本节仅以N沟道增强型MOS管为例讨论其工作原理。图2.5.2N沟道增强型MOS管工作原理示意图14（a）uGS=0，iD=0　　（b）uGS＞UGS（th）iD受uGS控制1．当uGS=0时，工作原理示意图如图2.5.2（a）所示。漏极与源极之间无导电沟道形成，既使uDS〉0，也无漏极电流，iD＝0。2．uGS＞UGS（th），uGS＞0，iD受uDS控制若在栅源之间加上图（b）所示可变电源VGG，uGS＞0，将电子吸引到栅极SiO2下面，当uGS足够大，吸引的电子增多

6、，使两个N+处连通，于是漏、源极间形成导电沟道，这时若uDS＞0，就会有漏极电流iD产生。我们把开始形成导电沟道时的栅源电压称为开启电压（Thresholdvoltage），用UGS（th）表示。一般情况下，UGS（th）约为几伏。在uGS≥UGS（th）、uDS＞0的情况下，iD受uGS控制，iD大小随uGS而变化。2.5.2耗尽型绝缘栅场效应管的结构、电路符号及其工作原理一、结构和电路符号N沟道耗尽型MOS管的结构示意图和电路符号如图2.5.3所示。它的结构和增强型的主要区别是：在制造这类管子时，已经在栅极的二氧化硅

7、层中掺入了大量的正离子，在正离子产生的电场作用下，漏、源极间已形成了N型导电沟道(反型层)，其余与增强型相同。N沟道耗尽型MOS管的电路符号如图2.5.3（b）所示，P沟道耗尽型MOS管电路符号如图2.5.3（c）所示。图2.5.3耗尽型MOS管的结构与符号（a）N沟道管的结构示意图（b）N沟道管符号（c)P沟道管符号二、工作原理14耗尽型管当uGS＝0时，只要加上正向漏源电压uDS，就有iD产生。当加上uGS后，iD随uGS的变化而变化。当uGS由零向正值增大时，使沟道加宽，iD增大。反之，uGS由零向负值增大时，使沟

8、道变窄，iD减小。当uGS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，iD≈0，管子截止，我们把这时所对应的栅源电压称为夹断电压（Pinchoffvoltage），用UGS(off)表示。2.5.3结型场效应管(JFET)的工作原理1．结型场效应管也分为N沟道和P沟道两种，结构示意图与电路符号如图2.5.4所示。2．结型场效