模拟电子技术场效应管及其模拟电路资料课件.ppt

《模拟电子技术场效应管及其模拟电路资料课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章场效应管及其模拟电路场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件。这种器件不仅兼有体积小、重量轻、寿命长和省电的特点，而且还有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单等优点，在大规模和超大规模集成电路中得到了广泛的应用。根据结构不同，场效应管可以分为两大类。(1)结型场效应管(JFET)(2)金属—氧化物—半导体场效应管(MOSFET)利用半导体内的电场效应进行工作，也称为体内场效应器件利用半导体表面的电场效应进行工作，也称为表面场效应器件3.1结型场效应管实际N沟道JFE

2、T的结构剖面图图3-1(b)PJEFT的符号图3-1(a)NJFET的符号第三章场效应管及其模拟电路按导电沟道来分，JFET又分为N沟道和P沟道两种。JFET的符号如图3-1。箭头方向表示PN结正偏时的电流方向。JFET正常工作时，PN结必须反偏或者零偏。在一块N型半导体材料两边扩散出高浓度的P型区，形成两个PN结.两边P+型区引出两个电极并连在一起称为栅极g，在N型本体材料的两端各引出一个电极,分别称为源极s和漏极d。两个PN结中间的N型区域称为导电沟道。这种结构成为N沟道型JFET。vGS≤0vGS≥0

3、vDS≥0vDS≤0栅极电流IG很小，呈现高阻特性3.1.1N沟道结型场效应管的输出特性曲线图3-2NJFET的输出特性第三章场效应管及其模拟电路3.1结型场效应管VDSK(a)(b)N沟道结型场效应管的输出特性曲线就是在栅源电压vGS一定时，漏极电流iD随漏源电压vDS的规律变化，即iD=f(vDS)

4、vGS=常数。如图3-2(a)，令vGS=0V，D、S之间加直流电压源VDD，调节VDD，使vDS由0V逐渐增大，测出相应的漏极电流iD随漏—源电压vDS变化的数据见表3-1。根据表中数据，可得到iD与vD

5、S间的关系曲线如图3-2(b)所示。-+VGG第三章场效应管及其模拟电路3.1结型场效应管图3-2NJFET的输出特性VDSK当vDS较小时，iD随vDS的变化近似于直线关系，即iD与vDS成比例；随着vDS的增大，上升率变缓，当vDS=VDSK（膝点值）后，再继续增大vDS，则iD基本保持不变；当vDS增至某一值时，iD急剧增大，进入击穿状态。改变vGS的值（满足vGS≤0），重复上述过程，可得到相应的iD=f(vDS)

6、vGS=常数的曲线，如图3-2(c)所示。(b)(c)图3-2(c)N沟道JFET的

7、输出特性第三章场效应管及其模拟电路3.1结型场效应管1.夹断电压vGS,off保持vDS不变（如vDS=10V），将vGS由0变为负值，并使vGS的绝对值增大，则iD减小，输出特性曲线下移；当vGS等于某一值时，iD近似等于零。我们把iD等于零时的栅—源电压vGS值称为夹断电压，记做vGS,off。有两种方法可以从输出特性曲线观察夹断电压vGS,off的值。其一，观察最接近横轴的那条曲线的vGS值，则vGS,off的值比它更负一些（对NJFET管）；其二，可以观察vGS=0V的那条曲线膝点所对应的横坐标值V

8、DSK≈VGS,off。VGS,offID2.四个区，即恒流区（放大区）、可变电阻区、截止区和击穿区图3-2(c)中每条曲线的第一个膝点的连线是可变电阻区与恒流区的分界线，每条曲线的第二个膝点的连线是恒流区与击穿区的分界线。第三章场效应管及其模拟电路3.1结型场效应管图3-2(c)N沟道JFET的输出特性恒流区可变电阻区截止区击穿区ID3.各个区的基本特征第三章场效应管及其模拟电路3.1结型场效应管图3-2(c)N沟道JFET的输出特性恒流区：vGS在一定范围内（N沟道JFET，VGS,off

9、，vGS对iD有很强的控制作用，而vDS对iD的影响很小。iD相当于一个压控电流源，但不是线性控制。恒流区可变电阻区：当vDS很小时，iD与vDS近似于线性关系，即vDS与iD的比值为一个电阻。当改变vGS时，直线斜率改变，即电阻值改变，故称为可变电阻区。在可变电阻区，D、S之间相当于一个压控电阻。可变电阻区截止区：当

10、vGS

11、>

12、vGS,off

13、，iD=0时，D、S之间相当于开路。截止区击穿区击穿区：表明PN结反向击穿，电流急剧增大，以至于毁坏JFET。因此，击穿区是禁用的。ID3.1.2N沟道结型场效应

14、管的转移特性曲线转移特性是指vDS一定时，iD随vGS的变化规律，即iD=f(vGS)

15、vDS=常数第三章场效应管及其模拟电路3.1结型场效应管3.1.2.1如何由输出特性曲线画出转移特性曲线选vDS=常数（如10V），在输出特性（图3-3a）的恒流区做垂直线，可得一组vGS和iD值，画出转移特性曲线如图3-3(b)所示。vDS取不同的值，转移特性曲线略有差别，只要vDS的取值在恒流区，所得曲线族趋于重合。图3-