模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路.ppt

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1、模拟电子技术基础第三章场效应管及其基本电路双极型晶体管输入电阻小输入电流少子扩散导电易受温度射线的影响集成度低结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管MOS场效应管（Fieldeffecttransistor）输入电阻极大输入电流几乎为零多子漂移导电温度稳定性好便于集成N基底：N型半导体PP两边是P区G(栅极)S源极D漏极一、结构导电沟道§3.1结型场效应管(JFET-----JunctiontypeFieldEffectTransister)NPPG(栅极)S源极D漏极N沟道结型场效应管DGSPNNG(栅

2、极)S源极D漏极P沟道结型场效应管DGS二、工作原理（以P沟道为例）UDS=0V时PGSDUDSUGSNNNNIDPN结反偏，UGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V时NNUGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。但当UGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。PGSDUDSUGSNNUDS=0时UGS达到一定值时（夹断电压UGSoff）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS0V，漏极电流ID=0AIDPGSDUDSUGSUGS

3、GSoff且UDS>0、UGD

4、、特性曲线uGS0iDIDSSUGSoff饱和漏极电流夹断电压转移特性曲线一定UDS下的iD-uGS曲线予夹断曲线iDuDS2VUGS=0V1V3V4V5V可变电阻区夹断区恒流区输出特性曲线0N沟道结型场效应管的特性曲线转移特性曲线uGS0iDIDSSUGSoff输出特性曲线iDuDS0UGS=0V-1V-3V-4V-5VN沟道结型场效应管的特性曲线结型场效应管的缺点：1.栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以

5、很好地解决这些问题。2.在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。一、结构和电路符号PNNGSDP型基底两个N区SiO2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型§3.2绝缘栅场效应管IGFET(InsulatedGateFieldEffectTransister)N沟道耗尽型PNNGSD预埋正离子，形成导电沟道GSDNPPGSDGSDP沟道增强型P沟道耗尽型NPPGSDGSD预埋负离子，形成导电沟道金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET（MetalOxideSemicon-ductorF

6、ET）二、MOS管的工作原理以N沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区PNNGSDUDSUGSUGS>0时UGS足够大时（UGS>UGSth）感应出足够多电子，这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子UGSth称为开启电压UGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。当UDS较大时，靠近D区的导电沟道变窄。PNNGS

7、DUDSUGS夹断后，即使UDS继续增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加，UGD0可变电阻区恒流区夹断区uDSUGSiD0UA（厄尔利电压）沟道调制系数四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。转移特性曲线0iDuGSUGSoff输出特性曲线iDuDS0UGS=0UGS<0UGS>0双极型晶体管场效应

8、晶体管结构NPN型结型N沟道P沟道PNP型绝缘栅增强型N沟道P沟道绝缘栅耗尽型N沟道P沟道C、E不可倒置D、S一般可倒置载流子多子扩散、少子漂移多子漂移输入量电流电压控制电流控制型(β)电压控制型(gm)噪声较大较小温度特性受温度影响较大较小输入电阻几十到几千欧姆几兆欧姆以上静电影响不受静电影响易受静电影响集成工艺不易大规模集成适宜大规模和超大规模集成双极型和场效应晶体管的比较§3.3场效应管参数和小信号模型3.3.1主要参数一、直流参数I