场效应管放大电路(III)

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1、第5章场效应管放大电路§1结型场效应管§2绝缘栅场效应管§3场效应管放大电路的分析§4各种放大器件电路性能比较结型场效应管(JFET)JunctiontypeFieldEffectTransistor金属－氧化物－半导体场效应管(MOSFET)Metal-Oxide-SemiconductortypeFieldEffectTransistor场效应管的分类:§1结型场效应管N沟道P沟道耗尽型增强型耗尽型增强型N沟道P沟道1、结构及符号DGSN沟道GSDP沟道扩散情况：NP>>NN源极（S）栅极（G）P区漏极DNN2、工作原理（以P沟道为例）PNN（1）设UDS=0V，U

2、GS>0V随UGS的增大，耗尽区变宽，导电沟道变窄。当UGS较小时，DS间相当于线性电阻。UGS达到一定值时（夹断电压UP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断。GSDUDSUGSIDP（2）设UDS<0V，UGS>0V随UGS的增大，导电沟道上端更窄。当UGS较小时，因为越靠近漏端，PN结反压越大，所以，DS间存在上窄下宽的导电沟道。UGS达到一定值时，导电沟道上端被夹断（预夹断，此时，UGD=UP）。NN随UGS的增大，导电沟夹断的部分向下延伸。此时，电流ID由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随UDS的增加而增加，呈恒流特性。2、工作原理（以P沟道为例）GSDUDSUG

3、SID（3）由于受UDS的影响，导电沟道呈上窄下宽的形式，故总是沟道的上部先被夹断；结论：（1）因为栅源间加反向电压，故栅极几乎不取电流；（2）输出电流ID受UGS控制，故场效应管是一种电压控制器件；（4）场效应管与双极型晶体管不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。2、工作原理（以P沟道为例）PNNGSDUDSUGSID3、特性曲线饱和漏极电流夹断电压（1）转移特性ID=f(UGS)

4、UDS①饱和区中的各条转移特性几乎重合，通常我们就用一条曲线来表示。②经验公式：IDVmAVUDSUGSUGS0IDIDSSUP（2）输出特性曲线ID=f(UDS)

5、UGS预夹断曲

6、线恒流区2V0V1V4V夹断区UGS=3VID-UDS0可变电阻区UGS0IDIDSSUP4、N沟道结型场效应管的特性曲线IDUDS0UGS=0V-1V-3V-4V-5V-2VVmAVUDSUGSID5、结型场效应管的缺点：1.栅源极间的电阻虽然可达107Ω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。一、结构和电路符号GSDPNNN沟道增强型GSDGSDP沟道增强型§2绝缘栅场效应管PNNSGDSiO2Ai高浓度GSDNPP二、M

7、OS管的工作原理UGSUDSNNGSDPUGS＝0时：UGS>0时：UGS足够大时感应出足够多电子到P区的顶部，出现以电子导电为主的N型导电沟道。D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区以N沟道增强型为例导电沟道刚形成对应的UGS＝UT称为开启电压当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。ID≠0二、MOS管的工作原理UGSUDSNNGSDUGS＝0时：UGS>0时：对应截止区以N沟道增强型为例导电沟道刚形成对应的UGS＝UT称为开启电压UDS增加，UGD=UT时，靠近D端的沟道被夹断，称为预夹断。夹断后，即使UDS继续增加，ID仍呈恒流特性。ID当UDS

8、较大时，靠近D端的导电沟道变窄。P三、MOS管的特性曲线0IDUGSUT输出特性曲线ID=f(UGS)

9、UDSIDUDS0UGS=0UGS=3UGS=1UGS=2UGS=4UGS=5UGSUDSNNGSDP转移特性ID=f(UGS)

10、UDS以N沟道增强型为例NN四、耗尽型MOS管GSDP+++++N沟道耗尽型预埋了导电沟道P沟道耗尽型GSDGSD耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。转移特性曲线输出特性曲线UP--夹断电压P沟道的特性曲线?四、耗尽型MOS管UPIDUDS0UGS=-2UGS=1UGS=-1UGS=0UGS=2UGS=3UGSID

11、-3-2-10123N沟道耗尽型UDS—常数五、说明：（1）MOS管有四种基本类型；（2）MOS管的特性与结型场效应管的特性类似；（3）增强型的MOS管的UGS必须超过一定的值以使沟道形成；耗尽型的MOS管使形成沟道的UGS可正可负；（4）MOS管的输入阻抗特高；（5）衡量场效应管的放大能力用跨导（互导）IDUDS0UGS=0UGS=3UGS=1UGS=2UGS=4UGS=5N沟道增强型MOS管iDuGS10-1～101ms跨导反映了UGS对ID的控制能力；相当于转移特性上工作点处的斜率；0IDUGSUTQ五、说明：（1）MOS管有四