场效应管及其放大电路(III)

《场效应管及其放大电路(III)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章场效应管及其放大电路授课人：庄友谊模拟电子技术1第3章场效应管及其放大电路§3.1MOS场效应管及其特性§3.2结型场效应管及其特性§3.3场效应管放大电路中的偏置§3.4场效应管放大电路分析2引言：场效应晶体三极管是由一种载流子（多子）导电的、用输入电压控制输出电流的半导体器件。具有输入阻抗高、耗电少、温度稳定性好、噪声低、寿命长等优点。从参与导电的载流子来划分，它有自由电子导电的N沟道器件和空穴导电的P沟道器件。按照场效应三极管的结构划分，有结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。3１、结构：§3.2结型场效应管(JFET)及其特性N基底：N型半导体P

2、P两边是P区G(栅极)S源极D漏极导电沟道3.2.1JFET的结构和工作原理：45S源极NPPG(栅极)D漏极N沟道结型场效应管DGSDGS6S源极PNNG(栅极)D漏极P沟道结型场效应管DGSDGS7２、工作原理（以N沟道为例）vDS=0V时（1）vDS=0，G、S加负电压：NGSDvDS=0vGSNNPPiDPN结反偏，

3、vGS

4、越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄，沟道电阻变大。8vDS=0时NGSDvDS=0vGSPPiDvGS达到一定值时（夹断电压VP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使vDS0V，漏极电流iD=0A。910vGS=0且vDS>0

5、时耗尽区的形状NGSDvDSvGS=0PPiD（2）vGS=0，D、S加正电压：越靠近漏端，PN结反压越大，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。11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。12（3）G、S加负电压，D、S加正电压：NGSDvDSNNiDPPvGS但当vGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。vGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大

6、。13NGSDvDSPPiDvGSvGS

7、VGS下19予夹断曲线vGS=0V-2V-1V-3V-4V-5V可变电阻区夹断区恒流区（饱和区）输出特性曲线iDvDS020①输出特性曲线恒流区：(又称饱和区或放大区）特点:(1)受控性：输入电压vGS控制输出电流(2)恒流性：输出电流iD基本上不受输出电压vDS的影响。用途:可做放大器和恒流源。条件:(1)源端沟道未夹断(2)源端沟道予夹断21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，且其阻值受vGS控制。（2）管压降vDS很小。用途：做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关。条件：源端与漏端沟道都不夹断

8、22夹断区用途：做无触点的、接通状态的电子开关。条件：整个沟道都夹断击穿区当漏源电压增大到时，漏端PN结发生雪崩击穿，使iD剧增的区域。其值一般为（20—50）V之间。由于VGD=VGS-VDS,故vGS越负，对应的VP就越小。管子不能在击穿区工作。特点：23(a)漏极输出特性曲线(b)转移特性曲线N沟道结型场效应三极管的特性曲线24P沟道结型场效应管的特性曲线转移特性曲线vGS0iDIDSSVP25输出特性曲线P沟道结型场效应管的特性曲线予夹断曲线iDvDS2VvGS=0V1V3V4V5V可变电阻区夹断区恒流区(饱和区)026结型场效应管的特性比较结型场效应

9、管N沟道耗尽型P沟道耗尽型27结型场效应管的缺点：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。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。28§3.1MOS场效应管及其特性金属-氧化物-半导体场效应管又称绝缘栅型场效应管MetalOxideSemiconductor——MOSFET分为:增强型N沟道、P沟道耗尽型N沟道、P沟道增强型：vgs=0时，没有导电沟道，iD=0耗尽型：vgs=0时，存在导电沟道，iD≠0N沟道P沟道增强

10、型N沟道P沟道耗尽型293.1.1N沟