场效应管及其放大电路11

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1、§1.4场效应管（FieldEffectTransistor）场效应管与晶体管三极管（晶体管）的区别1.晶体管是电流控制元件；场效应管是电压控制元件。2.晶体管参与导电的是电子—空穴，因此称其为双极型器件；场效应管参与导电的只有一种载流子，因此称其为单极型器件。3.晶体管的输入电阻较低，一般102~104；场效应管的输入电阻高，可达107~10124.噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、易集成。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)场效应管分类：JunctiontypeInsulatedgatetypeDe

2、pletiontypeenhancement1、结型场效应管（JFET)结构P+P+NGSD导电沟道源极，用S或s表示sourceN型导电沟道漏极，用D或d表示drain1.4.1结型场效应管栅极，用G或g表示gate结型场效应管（JFET)符号①VGS对沟道的控制作用（VDS=0）——等宽当VGS＜0时PN结反偏当沟道夹断时,ID减小至0，此时对应的栅源电压VGS称为夹断电压VGS(off)。对于N沟道的JFET，VGS(off)<0。耗尽层加厚沟道变窄VGS继续减小，沟道继续变窄，ID继续变小。DP+P+NGSVDSIDVGS当VGS=0时，沟道最宽，沟道电阻最小。沟道电阻变大

3、ID变小根据其结构，它只能工作在反偏条件下，N沟道管加负栅源电压，P沟道管加正栅源电压。2、结型场效应管（JFET)的工作原理当VGS=C时，VDSIDG、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。当VDS增加到使VGD=VGS(off)时，在紧靠漏极处出现预夹断。此时VDS夹断区延长沟道电阻ID基本不变DP+P+NGSVDSIDVGS②VDS对沟道的控制作用沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型管。JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。J

4、FET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此iG0，输入电阻很高。JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制，来改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流的大小。综上分析可知(2)转移特性transfercharacteristicsVP(1)输出特性outputcharacteristics3、结型场效应管（JFET)的特性曲线及参数夹断区variableresistanceregionpinchoffregionconstantcurrentregion结型场效应管N沟道耗尽型P沟道耗尽型P49图1.4.13_注意方向区别1.栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。

5、3.栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。结型场效应管的缺点：MOS场效应管N沟道增强型的MOS管P沟道增强型的MOS管N沟道耗尽型的MOS管P沟道耗尽型的MOS管1.4.2绝缘栅场效应管一、N沟道增强型MOS场效应管结构漏极D源极S绝缘栅极G衬底B电极—金属Metal绝缘层—氧化物Oxide基体—半导体Semiconductor因此称之为MOS管增强型MOS场效应管当VGS=UGS(th)时,在P型衬底表面形成一层电子层，形成N型导电沟道，在VDS的作用下形成ID。VDSI

6、D++++++++VGS反型层当VGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的PN结，无论VDS之间加什么电压都不会在D、S间形成电流ID，即ID≈0.当VGS>UGS(th)时,沟道加厚，沟道电阻减少，在相同VDS的作用下，iD将进一步增加。开始时无导电沟道，当在VGSUth时才形成沟道,这种类型的管子称为增强型MOS管MOSFET是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。二、N沟道增强型MOS场效应管工作原理漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用当VGS＞UGS(th)，且固定为某一值时，来分析漏源电压VDS的不同变化对导电沟道和漏极电流ID的影响。V

7、DS=VDG＋VGS=－VGD＋VGSVGD=VGS－VDS当VDS为0或较小时，相当VGD＞UGS(th)，此时VDS基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。在VDS作用下形成ID当VDS增加到使VGD=UGS(th)时，当VDS增加到VGDUGS(th)时，这相当于VDS增加使漏极处沟道缩减到刚刚开启的情况，称为预夹断。此时的漏极电流ID基本饱和。此时预夹断区域加长，伸向S极。VDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上，ID