模电课件 第四章 FET.ppt

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1、第四章单极型场效应管及其放大电路信息工程学院电子技术基础课程组4.场效应管放大电路三极管三极管放大电路分析方法图解法估算法微变等效电路法场效应管场效应管放大电路小结作业引言场效应管的分类JFETMOSFETFET放大电路MESFET各类FET放大电路性能比较引言三极管(BJT)电流控制器件（基极电流）输入阻抗不高双极型器件（两种载流子：多子少子均参与导电）噪声高场效应管(FieldEffectTransistor)电压控制器件（栅、源极间电压）输入阻抗极高单极型器件（一种载流子：多子参与导电）噪声小缺点

2、是速度慢（∵有寄生电容效应）场效应管（和三极管相比）：优点多、应用广泛基本概念电压控制器件电流控制器件单极型器件双极型器件感生沟道导电沟道增强型耗尽型夹断电压开启电压预夹断全夹断饱和漏极电流栅电流输出特性转移特性自偏压电路分压式自偏压电路反相电压放大器电压跟随器电流跟随器FET分类结型场效应管JFET（按导电沟道类型）P沟道N沟道绝缘栅型场效应管MOSFET耗尽型(按导电沟道形成机理)增强型P沟道N沟道P沟道N沟道按基本结构结型场效应管一、结构和工作原理二、特性曲线和参数结构与符号工作原理外部工作条

3、件vGS对iD的控制作用vDS对iD的影响输出特性和转移特性主要参数例题JFET结构与符号N沟道结型场效应管dP+P+Ngs耗尽层三个区域：一个N区，两个P+区三个电极：源极s，漏极d，栅极g一个导电沟道：N型电路符号dgs箭头方向：栅结正偏时栅极电流的方向（P沟道？）JFET结构（P沟道）P沟道结型场效应管dN+N+Pgs耗尽层三个区域：一个P区，两个N+区三个电极：源极s，漏极d，栅极g一个导电沟道：P型电路符号箭头方向：dgs工作原理（1、2）dP+P+Ngs外部工作条件vGS为负值vDS为正值v

4、GS对iD的控制作用为便于讨论，先假设漏－源极间所加的电压vDS=0(a)当vGS=0时，沟道较宽，其电阻较小。(b)当vGS＜0时，PN结反偏，沟道变窄，其电阻增大。(c)当vGS进一步减小到一定程度（vGS≤VP），沟道消失，失去导电能力。全夹断工作原理（3）vDS对iD的影响（假设vGS值固定，且VP

5、道(d)当vDS增加到vDS=vGS-VP，即VGD=vGS-vDS=VP(夹断电压)时，预夹断(e)继续增加，饱和，继而发生击穿JFET特性曲线输出特性++––场效应管的输入电流iG≈0，输入特性无意义，故用输出特性和转移特性描述伏安特性（本质为同一个物理过程）。02461020可变电阻区放大（饱和）区截止区三个工作区域JFET输出特性上的工作区域24061020可变电阻区可变电阻区恒流区夹断区击穿区放大区截止区JFET转移特性曲线转移特性••••••10（transfercharacteristic

6、）在图示电路中，已知场效应管的；问在下列三种情况下，管子分别工作在那个区？（b）（c）（a）例题GDS解（a）因为vGS

7、电压增大，栅极与沟道的PN结反向击穿，栅极电流急剧上升时的栅源电压JFET主要参数JFET的极限参数，当漏极功耗超过最大漏极功耗PDM时，管子发热，温度过高导致器件损坏。(8)最大漏极功耗PDM(9)极间电容栅源电容Cgs栅漏电容Cgd漏源电容CdsJFET主要参数(10)噪声系数、高频参数、极间电容等金属-氧化物-半导体场效应管一、N沟道增强型MOSFET(E型NMOS)二、N沟道耗尽型MOSFET(D型NMOS)结构与符号工作原理结构与符号工作原理特性曲线三、主要参数MOSFET结构与符号（N沟道增

8、强型）PN+sgdN+半导体Semiconductor氧化物Oxide(SiO2)金属Metal(Al)gsdB（P沟道增强型）NP+sgdP+符号gsdBMOSFET结构与符号（P沟道增强）PN+SGDN+MOSFET工作原理1–++–与JFET相似，MOSFET的工作原理同样表现在：栅压vGS对沟道导电能力的控制，漏源电压vDS对漏极电流的影响。PN+SGDN+–++–(1)vGS对沟道的控制作用当vGS=0时，漏源极间是两个背靠背的P