模拟电子技术基础教学课件 作者 任英玉第3章场效应管及其放大电路3.1结型场效应管.ppt

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1、第3章场效应管及其放大电路3.1结型场效应管3.2绝缘栅场效应管3.3场效应管放大电路3.4Multisim仿真举例半导体晶体管：双极型晶体管（BJT）—多子和少子都参与导电；单极型晶体管（场效应管FET）—多子参与导电；BJT与FET的比较：1.MOSFET管在几乎所有微处理器和计算机内存都采用FET技术；2.集成工艺上，FET可以制造在比BJT更小的面积上，更易制造；3.FET有非常高的输入电阻和低噪声；温度的稳定性好；4.FET的增益不如BJT高，FET的线性度不如BJT；5.BJT中PN结正偏有反偏，FET中PN结都是反偏工作状

2、态；FET是受输入电压控制的电流器件；BJT是受输入电流控制的电流器件；第3章场效应管及其放大电路场效应管分类3.1结型场效应管3.1.1结构和工作原理1．结型场效应管的结构N沟道符号P沟道符号栅极G--基极B漏极D--集电极C源极S—发射极E3.1结型场效应管3.1.1结构和工作原理2．结型场效应管的工作原理（1）栅源电压uGS对沟道的控制作用（a）uGS=0（b）uGS＜0UGS(off)称为夹断电压3.1结型场效应管3.1.1结构和工作原理2．结型场效应管的工作原理（2）漏源电压uDS对沟道的控制作用（a）uGS=0，uDS＞0（

3、b）uGS=0，uDS=

4、UGS(off)

5、(c)uGS=0，uDS>

6、UGS(off)

7、(d)

8、uGS

9、>

10、UGS(off)

11、，uDS＞03.1结型场效应管3.1.1结构和工作原理2．结型场效应管的工作原理（3）uGS、uDS共同对沟道的控制作用（a）

12、uGD

13、＜

14、UGS(off)

15、（b）

16、uGD

17、=

18、UGS(off)

19、（c）

20、uGD

21、＞

22、UGS(off)

23、（d）

24、uGD

25、＞

26、UGS(off)

27、3.1结型场效应管3.1.1结构和工作原理2．结型场效应管的工作原理（4）沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，也称为单极型三极管。（1）J

28、FET栅极与沟道间的PN结是反偏的，栅极电流iG≈0，输入电阻很高。（2）预夹断前，对应于不同的uGS，漏源间等效为不同阻值的电阻。（3）预夹断后，iD几乎只受uGS控制，而与uDS无关，iD近似为受uGS控制的电流源，故称FET是电压控制电流器件。3.1结型场效应管3.1.2特性曲线及参数结型场效应管的特性曲线有输出特性曲线和转移特性曲线。1．输出特性曲线描述当栅源电压uGS一定时，漏极电流iD与漏源电压uDS之间的函数关系，即（1）截止区(夹断区)（2）可变电阻区（3）恒流区（又称饱和区、放大区）（4）击穿区3.1结型场效应管3.1

29、.2特性曲线及参数结型场效应管的特性曲线有输出特性曲线和转移特性曲线。2．转移特性曲线转移特性曲线是在漏源电压uDS一定时，栅源电压uGS与漏极电流iD之间的关系曲线，它反映了栅源电压uGS对漏极电流iD的控制作用，即实验表明，在恒流区，iD可近似表示为IDSS是饱和漏极电流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)uDS为一常量（如10V）时，漏极电流iD约为零时的uGS值。（2）饱和漏极电流IDSS当uGS=0时产生预夹断所对应的漏极电流。IDSS是JFET所能输出的最大电流。（3）

30、直流输入电阻RGS在漏源间短路时，栅源电压uGS与栅极电流iG之比。JFET直流输入电阻RGS大于107Ω。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2．交流参数（1）低频跨导gm管子工作在恒流区且uDS为常数时，漏极电流iD的微变量与引起其变化的栅源电压uGS微变量的比值称为低频跨导，即3.1结型场效应管3.1.3结型场效应管的主要参数2．交流参数（2）输出电阻rds当ugs为常数时，漏源电压的变化量与漏极电流id的变化量之比，即（3）极间电容场效应管的三个极之间均存在极间电容。栅源电容Cgs和栅漏电容Cgd的大小

31、一般为1~3pF，漏源电容Cds为0.1~1pF。在低频情况下，可以忽略极间电容的影响，但在高频应用时，必须考虑其影响。（1）低频跨导gm3.1结型场效应管3.1.3结型场效应管的主要参数3．极限参数（1）最大漏源电压U(BR)DS管子沟道发生雪崩击穿引起id急剧上升时的uDS值。U(BR)DS也称为漏源击穿电压。U(BR)DS的大小与uGS有关，对N沟道而言，

32、uGS

33、的值越大，U(BR)DS越小。（2）最大栅源电压U(BR)GS栅源极间的PN结发生反向击穿时的uGS值，这时栅极电流由零而急剧上升。U(BR)GS也称为栅源击穿电压。（

34、3）最大耗散功率PDM漏极耗散功率变为热能使管子的温度升高，为了限制管子的温度，就需要限制管子的耗散功率不能超过PDM。PDM的大小与环境温度有关。最大漏极耗散功率等于uDS和iD的乘积，即PDM=uDSi