模拟电路课件讲义5_场效应管放大电路

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1、第5章场效应管放大电路1场效应管的基本问题（自学）2场效应管放大电路3各种放大器件电路性能比较1场效应管根据结构不同分为哪两大类？何谓耗尽型？何谓增强型？VP夹断电压和VT开启电压分别是何种类型场效应管的重要参数之一？场效应管有哪三个电极？和BJT管如何对应？场效应管的两个电压VGS和VDS分别起何主要作用？场效应管输出特性曲线分为哪几个区？作放大时工作在哪个区？为什么？场效应管是双极型？单极型？电压控制器件还是电流控制器件？它的输入电阻如何？（与BJT对比）根据场效应管特点作放大时，应如何合理设置Q点？场效应管的基本问题2场效应管是电压控制器件。它具有输入阻抗高，噪声低的优点。本章

2、是本课程的难点，但不是本课程的重点。由于学时数少，又因为场效应管放大电路与三极管放大电路有许多相同之处，所以，本章学习采用对比学习法，即将场效应管与三极管放大电路比较，了解相同点，掌握不同点。3三极管特点电流控制器件（基极电流控制晶体管导电能力）输入阻抗不高双极型器件（两种载流子：多子少子参与导电）噪声高场效应管特点电压控制器件（用电压产生电场来控制器件的导电能力）故称为FieldEffectTransistor输入阻抗极高单极型器件（一种载流子：多子参与导电）噪声小缺点速度慢4图解法，估算法，微变等效电路法三极管场效应管三极管放大器场效应管放大器分析方法分析方法5场效应三极管（FE

3、T）只有一种载流子参与导电，且利用电场效应来控制电流的三极管，称为场效应管，也称单极型三极管。场效应管分类结型场效应管（JFET）绝缘栅场效应管（MOSFET）特点单极型器件(一种载流子导电)；输入电阻高；（≥107～1015）工艺简单、易集成、功耗小、体积小、噪声低、成本低等。6N沟道（相当于NPN）P沟道（相当于PNP）增强型耗尽型N沟道（NPN）P沟道（PNP）N沟道（NPN）P沟道（PNP）（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型FET分类：7MOSFET符号增强型耗尽型N沟道GSDP沟道GSDGSDGSDJFET符号dgsdgs耗尽型8耗尽型：场效应管没有

4、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9N沟道MOSFET耗尽型增强型P沟道N沟道P沟道绝缘栅型场效应管的类别5.1绝缘栅型场效应管（MOSFET）结型场效应管的输入电阻虽然可达106～109W，在使用中若要求输入电阻更高，仍不能满足要求。绝缘栅型场效应管又称为金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）具有更高输入电阻，可高达1015W。且有制造工艺简单、适于集成等优点。增强型MOS管在vGS=0时，无导电沟道。耗尽型MOS管在vGS=0时，已有导电沟道存在。10PN+SGDN+以P型半导体作衬底形成两个PN结SiO2保护层Al金属电极从衬底引

5、出电极两边扩散两个高浓度的N区Al金属电极Al金属电极5.1.1N沟道增强型MOSFET11PN+SGDN+半导体Semiconductor氧化物Oxide金属Metal表示符号GSDMOSFET12NP+SGDP+P沟道增强型MOSFET的结构表示符号GSD13PN+SGDN+N沟道增强型MOSFET的工作原理–++–与JFET相似，MOSFET的工作原理同样表现在：栅压vGS对沟道导电能力的控制，漏源电压vDS对漏电流的影响。14PN+SGDN+N沟道增强型MOSFET的工作原理–++–(1)vGS对沟道的控制作用当vGS=0时，漏源极间是两个背靠背的PN结，无论漏源极间如何施加

6、电压，总有一个PN结处于反偏状态，漏-源极间没有导电沟道，将不会有漏电流出现iD≈0。15N沟道增强型MOSFET的工作原理(1)vGS对沟道的控制作用,vDS=0vGS增加，作用于半导体表面的电场就越强，吸引到P衬底表面的电子就越多，导电沟道越厚，沟道电阻越小。PN+SGDN+–++–开始形成沟道时的栅源极电压称为开启电压，用VT表示。导电沟道增厚沟道电阻减小16PN+SGDN+N沟道增强型MOSFET的工作原理–++–(1)vGS对沟道的控制作用,vDS=0当vGS>VT时，电场增强将P衬底的电子吸引到表面，这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层，称为反型层形成导电沟道

7、出现反型层且与两个N+区相连通，在漏源极间形成N型导电沟道。17N沟道增强型MOSFET的工作原理(1)vGS对沟道的控制作用,vDS=0综上所述：N沟道MOS管在vGS＜VT时，不能形成导电沟道，管子处于截止状态。这种必须在vGS≥VT时才能形成导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。只有当vGS≥VT时，方能形成沟道。PN+SGDN+–++–沟道形成以后，在漏-源极间加上正向电压vDS，就有漏极电流产生。18MOS管的伏安特性用输出特性和转移特性描述MO