模拟电子技术 教学课件 作者 张惠荣 编著第3章.ppt

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1、第3章场效应管及其基本放大电路本章教学基本要求要知道：各种场效应管的符号、主要参数，各种场效应管的工作原理和使用方法。会判断：根据已知UDS、UGS值，判断场效应管的工作区域；根据已知特性曲线判断管型。会识别：各种场效应管的特性曲线及其UGS(th)、UGS(off)。会画出：共源极场效应管放大电路的微变等效电路。会计算：用等效电路法计算共源极场效应管放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。3.1结型场效应管3.1.1结型场效应管的结构、符号和工作原理1．结构和符号结型场效应管的结构示意图如图

2、3-l-1(a)所示，它是在一块N型半导体材料两边扩散高浓度的P型区(用表示)，形成两个PN结(耗尽层)。两边型区相连后引出一个电极称为栅极G，在N型半导体两端分别引出的两个电极称为源极S和漏极D。场效应管的栅极G、源极S和漏极D分别相当于半导体三极管的基极b、发射极e和集电极c。两个PN结中间的N型区域称为导电沟道，因为导电沟道是N型半导体，所以称之为N沟道。3.1结型场效应管3.1.1结型场效应管的结构、符号和工作原理1．结构和符号另外，若中间半导体改用P型材料，两侧是高掺杂的N型区(用表示)

3、，这就得到了P沟道结型场效应管，如图所示。3.1结型场效应管3.1.1结型场效应管的结构、符号和工作原理2．工作原理3.1结型场效应管3.1.2结型场效应管的特性曲线1．漏极特性(2)夹断区(3)恒流区（放大区或饱和区）(4）击穿区3.1结型场效应管3.1.3结型场效应管的主要参数1．直流参数(1)夹断电压UGS(off)(2)饱和漏极电流IDSS(3)直流输入电阻RGS2．极限参数(1)最大漏源电压U(BR)DS(漏源击穿电压)(2)最大栅源电压U(BR)GS(栅源击穿电压)(3)最大耗散功率P

4、DM3．交流参数(微变参数)(1)低频跨导gm(2)漏极输出电阻rDS(3)极间电容3.2绝缘栅场效应管3.2.1增强型绝缘栅场效应管1．结构和符号N沟道增强型MOS场效应管的结构如图3-2-1(a)所示。在一块P型硅片(称为衬底)上，通过扩散工艺形成两个高掺杂N型区作为源极和漏极，栅极(铝电极)与沟道之间，被一层很薄的二氧化硅(SiO2)所绝缘，故称为绝缘栅。图3-2-1(b)是N沟道增强型MOS管(简称NMOS)的符号，图3-2-1(c)是P沟道增强型MOS管(简称PMOS)的符号。管子衬底引

5、出一个管脚，用符号B表示，通常衬底B与源极S相连。3.2绝缘栅场效应管3.2.1增强型绝缘栅场效应管2．工作原理3.2绝缘栅场效应管3.2.1增强型绝缘栅场效应管3．特性曲线3.2绝缘栅场效应管3.2.2耗尽型绝缘栅场效应管1.结构、符号和工作原理N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的结构和增强型MOS管基本相同，只是在制作过程中预先在SiO2绝缘层中掺入大量正离子，如图3-2-4所示。由于正离子的作用，即使在uGS=0V时，漏源之间也存在导电沟道，如果漏源之间加上电压UDD，就有漏极电流iD产生。当uGS

6、＞0时，沟道加宽，iD增大；当uGS＜0时，沟道变窄，iD减小。当uGS减小到一定负值时，沟道消失，iD=0，此时uGS的值称为夹断电压，用UGS(Off)表示。可见耗尽型MOS管可以在正、负及零栅源电压下工作。3.2绝缘栅场效应管3.2.2耗尽型绝缘栅场效应管2．特性曲线N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线如图3-2-5所示。3.3场效应管放大电路3.3.1场效应管的偏置电路及静态分析3.3场效应管放大电路3.3.2场效应管放大电路的微变等效电路及动态分析