西安交大模电PPT.ppt

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1、3场效应晶体管及其放大电路三极管的主要特点：1.电流控制型器件。2.输入电流大，输入电阻小。3.两种极型的载流子都参与导电，又称为双极型晶体管，简称BJT（BipolarJunctionTransistor)。场效应管，简称FET(FieldEffectTransistor)，其主要特点：(a)输入电阻高，可达107~1015W。(b)起导电作用的是多数（一种）载流子，又称为单极型晶体管。(c)体积小、重量轻、耗电省、寿命长。(d)噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单。(e)在大规模集成电路制造中得到了广泛的应用。1.结型场效应管，简称JFET(JunctionField

2、EffectTransistor)场效应管按结构可分为：场效应管的类型：2.绝缘栅型场效应管，简称IGFET(IsolatedGateFieldEffectTransistor)3.1结型场效应管3.1.1结型场效应管的结构和类型sgdP+NP+SiO2保护层N沟道JFET结构示意图NP+P+形成SiO2保护层以N型半导体作衬底上下各引出一个电极左右各引出一个电极两边个引出一个电极两边个引出一个电极两边扩散两个高浓度的P型区漏极D（drine)源极S（source)栅极G（gate)NP+P+N型导电沟道符号称为N沟道JFET符号P沟道JFET结构示意图PN+N+P型导电沟道SGD

3、N沟道结型场效应管P沟道结型场效应管结型场效应管分3.1.2结型场效应管的工作原理GDS电路图1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用a．当uGS=0时NP+P+N型导电沟道SGD=0沟道无变化b．UGS(off)uGS=UGS(off)UGS(off)——栅源截止电压或夹断电压–+当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示2．当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用

4、NP+P+N型导电沟道SGD=0–+NP+P+N型导电沟道SGD=0–+a．0

5、UGS(off)

6、(b)沿沟道有电位梯度(c)沿沟道PN结反偏电压不同(a)漏极电流iD≠0uDS增大，iD增大。uDS(d)沟道PN结呈楔形NP+P+N型导电沟道SGD=0–+P+b．uDS=

7、UGS(off)

8、(a)iD达到最大值(b)沟道点夹断(预夹断)•c．uDS>

9、UGS(off)

10、(a)iD达到最大值几乎不随uDS的增大而变化NP+N型导电沟道SGD=0P+–+(b)沟道夹断区延长当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用动画演示3．当uDS≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用a.u

11、DS和uGS将一起改变沟道的宽度NP+N型导电沟道SGDP+–++–c.当uDG=

12、UGS(off)

13、时，沟道出现予夹断。此时，uDS=

14、UGS(off)

15、+uGSb.PN结在漏极端的反偏电压最大。uDG=uDS-uGSuDS、uGS共同对沟道的控制作用动画演示（1）JFET是利用uGS所产生的电场变化来改变沟道电阻的大小，（2）场效应管为一个电压控制型的器件。（3）在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。小结：在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。即利用电场效应控制沟道中流通的电流大小，因而称为场效应管。3.1.3结型场效应管的伏安特性在正常情况下，

16、iG=0，管子无输入特性。++––1．输出特性（漏极特性）++––特性曲线24061020可变电阻区放大区截止区24061020可变电阻区(1)可变电阻区a.uDS较小，沟道尚未夹断b.uDS＜

17、UGS(off)

18、+uGSc.管子相当于受uGS控制的压控电阻各区的特点：放大区(2)放大区放大区也称为饱和区、恒流区。b.uDS

19、UGS(off)

20、+uGSa.沟道予夹断c.iD几乎与uDS无关。d.iD只受uGS的控制。24061020截止区a.uGS＜UGS(off)(3)截止区b.沟道完全夹断c.iD≈0240610202．转移特性表示场效应管的uGS对iD的控制特性。定义转移特性

21、曲线可由输出特性曲线得到•••（1）对于不同的uDS，所对应的转移特性曲线不同。曲线特点：（2）当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。•••当管子工作于恒流区时称为零偏漏极电流3.1.4结型场效应管的主要电参数1．直流参数(3)直流输入电阻RGS(1)夹断电压UGS(off)(2)零偏漏极电流IDSS（也称为漏极饱和电流）2．交流参数(1)跨导gm也称为互导。其定义为：当管子工作在放大区时得管子的跨导由可见，gm与IDQ有关。IDQ越大，gm也就越大。3.极限参