模拟电路场效应管及其基本放大电路.ppt

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1、模拟电子技术基础FundamentalsofAnalogElectronic第五章场效应管及其放大电路第五章场效应管及其放大电路§5.1场效应管§5.2场效应管基本放大电路§5.1场效应管一、结型场效应管二、绝缘栅型场效应管三、场效应管的分类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导电，所以被称为双极型器件。FET只有一种载流子参与导电，利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的三极管，称为场效应管，也称单极型三极管。特点单极型器件(一种载流子导电)；输入电阻高；工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。FET分类：绝缘栅场效应管结型场效应管

2、增强型耗尽型P沟道N沟道P沟道N沟道P沟道N沟道场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；场效应管有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。单极型管∶噪声小、抗辐射能力强、低电压工作在漏极和源极之间加上一个正向电压，N型半导体中多数载流子电子可以导电。导电沟道是N型的，称N沟道结型场效应管。DSGNN型沟道N型硅棒栅极源极漏极P+P+P型区耗尽层(PN结)(Source)(Grid)(Drain)一、结型场效应管（以N沟道为例）1.结构符号P沟道场效应管N+N+P型沟道GSDP沟道场效应管是在P型硅棒

3、的两侧做成高掺杂的N型区(N+)，导电沟道为P型，多数载流子为空穴。符号gds2.工作原理（1）栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用uDS=0沟道最宽沟道变窄沟道电阻增大沟道消失称夹断，沟道电阻无穷大uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？UGS（off）(a)uGS=0(b)UGS(off)UGS（off）若uDS=0V，有导电沟道，但是多子不产生定向移动，漏极电

4、流iD为零。若uDS>0V，则有电流iD从漏极流向源极，从而使沟道中各点电位与栅电位不再相等，而是沿沟道从源极到漏极逐渐升高，造成漏极一边耗尽层比靠近源极一边的宽。靠近漏极一边的导电沟道必将随之变窄。只要栅-漏间不出现夹断区域，沟道电阻仍将基本上决定于栅-源电压uGS.夹断区变长，uDS的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS，表现出iD的恒流特性。场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGD

5、源电压对漏极电流的控制作用uGD

6、（off）可变电阻区恒流区iD几乎仅决定于uGS击穿区夹断区（截止区）夹断电压IDSSΔiD不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。低频跨导：击穿特性：当uDS增大到一定程度时，漏极电流会骤然增大，管子将被击穿。由于这种击穿是因栅-漏间耗尽层破坏而造成的，因而若栅-漏击穿电压为则漏-源击穿电压:由金属、氧化物和半导体制成，称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称MOS场效应管。特点：输入电阻可达1010以上。类型N沟道P沟道增强型耗尽型增强型耗尽型UGS=0时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；UGS=0时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。二、绝缘栅型场效应管Si

7、O2绝缘层衬底（低掺杂）耗尽层空穴高掺杂1.增强型MOS管N沟道增强型MOS场效应管通常衬底与源极接在一起使用。工作原理分析：uDS=0，uGS>0，由于SiO2的存在，栅极电流为零。栅极金属层聚集正电荷，它们排斥P型衬底靠近SiO2一侧的空穴，使之剩下不能移动的负离子区，形成耗尽层。uGS增大，耗尽层增宽；衬底的自由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成反型层，反型层将变厚变长，当反型层将D-S间相接时，形成导电沟道。当栅源之间不加电压时，漏源之间相当于两个背靠背的PN结，无论漏源之间加何种极