模拟电路 教学课件 作者 张丽华第1章ch01-5.ppt

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1、1.5场效应晶体管1.5.1绝缘栅场效应管1.5.2结型场效应管1.5.3场效应管的主要参数1.5.4场效应管与晶体管的比较1.5场效应晶体管场效应晶体管（FieldEffectTransistor），缩写为FET，简称场效应管。是一种用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的半导体器件，属于电压控制电流源器件，用VCCS表示。它工作时只有一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。其主要特点是输入电阻高（达107～1015Ω）、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象、受温度和辐射影响小，故特别适用于高灵敏、低噪声电路，如各种仪器或电子产品的前置放大电路。P沟道耗尽型P沟道P沟

2、道N沟道增强型N沟道N沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道场效应管的分类：1.5.1结型场效应管1.结构N沟道JFET管外部工作条件uDS>0(保证栅漏PN结反偏)uGS<0(保证栅源PN结反偏)2　工作原理P+P+Ngsd+UGSUDS+-uGS对沟道宽度的影响

3、uGS

4、阻挡层宽度若

5、uGS

6、继续沟道全夹断使uGS=uGS(off)夹断电压若uDS=0Ngsd+uGSP+P+N型沟道宽度沟道电阻RonuDS很小时→uGDu

7、GS由图uGD=uGS-uDS因此uDS→ID线性若uDS→则uGD→近漏端沟道→Ron增大。此时Ron→ID变慢uDS对沟道的控制(假设uGS一定)Ngsd+uGSP+P+uDS+-此时W近似不变即Ron不变当VDS增加到使VGD=VGS(off)时→A点出现预夹断若VDS继续→A点下移→出现夹断区此时VAS=VAG+VGS=-VGS(off)+VGS(恒定)若忽略沟道长度调制效应，则近似认为l不变(即Ron不变)。因此预夹断后：VDS→ID基本维持不变。NGSD+VGSP+P+VDS+-ANGSD+VGSP+P+VDS+-A我们把vGS=0时i

8、D随vDS的变化规律用曲线表示如图1-49所示。图1-49vGS=0时iD随vDS的变化规律综上分析可知：（1）沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型三极管。（2）JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此iG=0，输入电阻很高。（3）JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制。（4）预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和，基本不随vDS变化。(1)输出特性曲线1）可变电阻区特点：ID同时受VGS与VDS的控制。条件：VGS>VGS(off)VDS

9、VDS=VGS–VGS(off)VGS=0V-2V-1.5V-1V-0.5V2)饱和区(放大区)特点：ID只受VGS控制，而与VDS近似无关。ID/mAVDS/VOVDS=VGS–VGS(off)VGS=0V-2V-1.5V-1V-0.5ViD与vGS关系：条件：VGS>VGS(off)VDS>VGS–VGS(off)(VP

10、GS(off)VGS=0V-2V-1.5V-1V-0.5V造成ID剧增。通常不允许场效应管工作在击穿区，否则管子将损坏。（2）转移特性曲线转移特性曲线可以根据输出特性曲线求得。由于在饱和区内，不同uDS作用下iD基本不变，因此可以用一条转移特性曲线来表示，如图1-51所示。iD=0时对应的uGS值夹断电压UP。UPiD/mAuGS/VOIDSS(N沟道JFET)iD/mAuGS/VOIDSSUP(P沟道JFET)uGS=0时对应的iD值饱和漏电流IDSS。【例1-11】结型场效应管共源电路如图1-52所示。已知管子的UGS(off)=-5V,试分析:（1）uGS

11、=-7V,uDS=4V；（2）uGS=-3V,uDS=4V；（3）uGS=-3V,uDS=1V三种情况下,场效应管的工作状态。图1-52【例1-11】电路图解：（1）因为uGS=-7VUGS(off)=-5V，且预夹断点的漏源电压uDS(预夹断)=uGS-UGS(off)=-3-(-5)=2V，uDS=4V大于预夹断处的uDS值，故管子工作在饱和区。（3）因为uGS=-3V>UGS(off)=-5V，