模拟电路16360

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1、第3章场效应管放大电路3.2绝缘栅型场效应管3.1结型场效应管3.3场效应管的特点及主要参数3.4场效应管放大电路3.1结型场效应管BJT是一种电流控制元件(iB~iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。场效应管（FieldEffectTransistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS~iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。3.1结型场效应管FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。FET分类：绝缘栅场效应管结型场效应管增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟

2、道N沟道P沟道(JFET)(MOSFET)3.1.1JFET的结构1.结构---N沟道#符号中的箭头方向表示什么？栅结正偏的方向JFETd-漏极--draing-栅极--gates-源极--source一、栅源电压对沟道的控制作用在栅源间加负电压uGS，令uDS=0①当uGS=0时，为平衡PN结，导电沟道最宽。②当│uGS│↑时，PN结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。③当│uGS│↑到一定值时，沟道会完全合拢。定义：夹断电压UP——使导电沟道完全合拢（消失）所需要的栅源电压uGS。3.1.1JFET的工作原理对于N沟道的JFET，VP<0

3、。二、漏源电压对沟道的控制作用在漏源间加电压uDS，令uGS=0由于uGS=0，所以导电沟道最宽。①当uDS=0时，iD=0。②uDS↑→iD↑→靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布。③当uDS↑，使uGD=uGS-uDS=UP时，在靠漏极处夹断——预夹断。预夹断前，uDS↑→iD↑。预夹断后，uDS↑→iD几乎不变。④uDS再↑，预夹断点下移。3.1.1JFET的工作原理三、栅源电压uGS和漏源电压uDS共同作用iD=f（uGS、uDS）,可用输两组特性曲线来描绘。3.1.1JFET的工作原理当VP

4、的vDS，iD的值比vGS=0时的值要小。在预夹断处vGD=vGS-vDS=VP一、输出特性曲线：iD=f（uDS）│uGS=常数uGS=0VuGS=-1V设：UT=-3V3.1.2JFET的特性曲线四个区：恒流区的特点：△iD/△uGS=gm≈常数即：△iD=gm△uGS（放大原理）（a）可变电阻区（预夹断前）。（b）恒流区也称饱和区（预夹断后）。（c）夹断区（截止区）。（d）击穿区。可变电阻区恒流区截止区击穿区二、转移特性曲线：iD=f（uGS）│uDS=常数可根据输出特性曲线作出移特性曲线。例：作uDS=10V的一条转移特性曲线：3.1.2JFE

5、T的特性曲线一个重要参数——跨导gm：gm=iD/uGSuDS=const(单位mS)gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。在转移特性曲线上，gm为的曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出gm。3.3结型场效应管的特点及主要参数一、特点：制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极，抗辐射能力强，易于集成。二、主要参数直流参数交流参数极限参数(3)开启电压UTUT是MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。（1）夹断电压UP（或者UGS.off）UP是MOS耗尽型和结型FET的参数，当uGS=UP时,漏极电流为零

6、。（2）饱和漏极电流IDSSMOS耗尽型和结型FET,当uGS=0时所对应的漏极电流。（4）直流输入电阻RGS结型场效应管，RGS大于107Ω，MOS场效应管,RGS可达109～1015Ω。3.3.1直流参数3.3结型场效应管的特点及主要参数（1）低频跨导gmgm反映了栅压对漏极电流的控制作用，单位是mS(毫西门子)。（2）极间电容3.3结型场效应管的特点及主要参数3.3.2交流参数gm=iD/uGSuDS=constgm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。在转移特性曲线上，gm为曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出gm。(1)漏极最大允许

7、耗散功率PDM3.3结型场效应管的特点及主要参数3.3.2极限参数(2)最大漏极电流IDM(3)栅源击穿电压UBR.GS(4)漏源击穿电压UBR.GS双极型和场效应型三极管的比较双极型三极管单极型场效应管载流子多子扩散少子漂移少子漂移输入量电流输入电压输入控制电流控制电流源电压控制电流源输入电阻几十到几千欧几兆欧以上噪声较大较小静电影响不受静电影响易受静电影响制造工艺不宜大规模集成适宜大规模和超大规模集成一.直流偏置电路——保证管子工作在饱和区，输出信号不失真3.4场效应管放大电路（一）自偏压电路UGS=-IDR注意：该电路产生负的栅源电压，所以只能用

8、于需要负栅源电压的电路。计算Q点：UGS、ID、UDS已知UP，由UGS=-IDR可解出Q点的