《结型场效应管》课件

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1、1第四章场效应管放大电路2半导体三极管：又称晶体管、双极性三极管，是组成各种电子电路的核心器件。结构、类型：NPN型、PNP型放大机理：内部结构、外部条件特性曲线：输入特性、输出特性单级放大电路：工作原理三种组态静态分析动态分析多级放大电路：频率特性：引言一3引言二由于半导体三极管工作在放大状态时，必须保证发射结正偏。－－－故输入端始终存在输入电流改变输入电流就可改变输出电流，所以三极管是电流控制器件。因而三极管组成的放大器，其输入电阻不高。随着电子技术及半导体生产工艺的发展与进步，出现了一种新型的半导体器件－－场效应晶体管。4场效应晶体管(FET)是利用电压产生的电场效应来控制

2、电流的一种半导体器件。它与晶体管相比有以下重要特点：(1)它是一种电压控制器件。工作时，管子的输入电流几乎为0，因此具有极高的输入电阻(约数百兆欧以上)。(2)输出电流仅由多子运动而形成，故称单极型器件。它的抗温度和抗辐射能力强，工作较稳定。(3)制造工艺比较简单，便于大规模集成，且噪声较小。(4)类型较多，使电路设计灵活性增大。引言三5根据结构的不同，场效应管可分为两大类：结型场效应管(JFET)和金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)。N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)引言四6第四章场

3、效应管放大电路4.1结型场效应管4.2绝缘栅场效应管4.3场效应管的主要参数4.4场效应管的特点4.5场效应管放大电路74.1结型场效应管本节主要讨论结型场效应管JFET包括：结构工作原理伏安特性8N基底：N型半导体PP两边是P区G(栅极)S源极D漏极导电沟道结型场效应管也是具有PN结的半导体器件4.1结型场效应管4.1.1结构N型半导体衬底高掺杂P+型区导电沟道两个PN结电子发射端称为源极(Source)电子接收端称为漏极(Drain)栅极(Gate)在JFET中，源极S和漏极D是可以互换的。9NPPG(栅极)S源极D漏极符号DGSDGSN沟道结型场效应管的结构与符号：结构1

4、0源极，用S或s表示N型导电沟道漏极，用D或d表示P型区P型区栅极，用G或g表示栅极，用G或g表示N沟道结型场效应管的具体结构：符号11PNNG(栅极)S源极D漏极P沟道结型场效应管结构与符号：DGSDGS符号结构12N沟道和P沟道结型场效应管符号上的区别，在于栅极的箭头方向不同，但都要由P区指向N区。DGSDGSDGSDGSN沟道和P沟道结型场效应管符号上的区别:N沟道P沟道13以N型沟道JFET为例进行分析，研究JFET的工作原理————输入电压对输出电流的控制作用。4.1.2基本工作原理N沟道场效应管工作时，在栅极与源极之间加负电压，栅极与沟道之间的PN结为反偏。在漏极、源

5、极之间加一定正电压，使N沟道中的多数载流子(电子)由源极向漏极漂移，形成iD。iD的大小受VGS的控制。P沟道场效应管工作时，极性相反，沟道中的多子为空穴。14JFET工作原理（动画2-9)15①VGS对沟道的控制作用当VGS＜0时对于N沟道的JFET，VP<0。PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄沟道电阻变大，ID减小；VGS更负，沟道更窄，ID更小；直至沟道被耗尽层全部覆盖，沟道被夹断，ID≈0。这时所对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP。16②漏源电压VDS对iD的影响在栅源间加电压VGS＞VP，漏源间加电压VDS。则因漏端耗尽层所受的反偏电压为VGD=VGS-VDS，比源端

6、耗尽层所受的反偏电压VGS大,(如:VGS=-2V,VDS=3V,VP=-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为-5V，源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端的耗尽层比源端厚，沟道比源端窄，故VDS对沟道的影响是不均匀的，使沟道呈楔形。当VDS增加到使VGD=VGS-VDS=VP时，在紧靠漏极处出现预夹断点，随VDS增大，这种不均匀性越明显。当VDS继续增加时，预夹断点向源极方向伸长为预夹断区。由于预夹断区电阻很大，使主要VDS降落在该区，由此产生的强电场力能把未夹断区漂移到其边界上的载流子都扫至漏极，形成漏极饱和电流。17③VGS和VDS同时作用时当VP

7、易夹断。对于同样的VDS，ID的值比VGS=0时的值要小。在预夹断处：VGD=VGS-VDS=VP18IDSSiD/mAVGS=0预夹断0

8、Vp

9、1.输出特性曲线4.1.3特性曲线输出特性曲线（也叫漏极特性）是指在栅源电压UGS一定时，漏极电流ID与漏源电压UDS之间关系。函数表示为:从图中可以看出，管子的工作状态可分为可变电阻区、恒流区和击穿区这三个区域。19可变电阻区特点:(1)当vGS为定值时,iD是vDS的线性函数，管子的漏源间呈现为线性电阻。(2)改变UGS时，特性曲线