场效应管及其放大电路ppt课件.ppt

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1、第三章场效应管及其放大电路3.1场效应管(FET)晶体三极管(BJT)的弱点：1、晶体管为电流控制器件，需要信号源提供一定的电流，因此输入电阻低。2、因为有少子参与导电，受温度、辐射等因素影响大，噪声大。场效应管（FET）的优点1、场效应管为电压控制器件，基本不需要输入电流、因此输入电阻高(结构上能保证)。2、场效应管只有多子参与导电、稳定性好，噪声低；3、场效应管比晶体管种类多，漏极、源极可以互换，灵活性高；4、集成电路工艺简单。3.1场效应管3.1.1结型场效应管分类N沟道P沟道表示为N-JFETP-JFET一、

2、JFET的结构与符号动画3.1场效应管二、N-JFET管的工作原理1．当g-s间加负电压VGG、d-s间短路时当uGS=0，沟道是平行等宽状；随着

3、uGS

4、的增大,耗尽层随之加宽，沟道逐渐变窄，最终使两侧耗尽区相接，沟道夹断，使沟道电阻无穷大。把沟道刚好夹断时的栅源电压uGS叫“夹断电压”，可用Up表示。动画栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断讨论一：uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？UGS=Up3.1场效应管2．当g-s间加负电压VGG、d-s间加正电压VDD时1

5、）uGS零偏，改变uDS对沟道的影响uDS的存在使整个导电沟道呈“楔形。当uDS增大使漏端预夹断，此时uDS=

6、Up

7、，iD最大且iD=IDSS，称为临界饱和。若uDS继续增大，沟道出现部分夹断。沟道预夹断后的iD≈常数，称为“恒流区”或“放大区”。当uDS再继续增大到使

8、uGD

9、≥

10、UBR

11、时，漏极端附近P+N结将出现反向击穿现象，iD急剧增大。3.1场效应管2）uGS反偏且与uDS共同作用时对沟道的影响当uGS和uDS共同作用时将产生复合效应。当uGS反偏至uGS=Up时，导电沟道源极端被夹断，iD=0，此现象称

12、为全夹断。上述控制过程可表示为：iD=f(uGS、uDS)。注意：uGS必须为负，否则控制原理不存在。动画漏-源电压对漏极电流的影响uGS＞UP且不变，VDD增大，iD增大。预夹断uGD＝UPVDD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。讨论二：场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGD>UPuGD

13、uGS当uGS=0V时，随着uDS的增大，电流iD从“线性增大”到

14、“趋于饱和”，进而由“饱和”到“击穿”。3.1场效应管在uGS<0V时，uGS越负，原始沟道越窄，电阻越大，对应同一个uDS值时iD越小。3.1场效应管1）可变电阻区（1）范围：uDS较小，曲线靠近纵轴的部分；或预夹断轨迹左侧的区域。（2）特点：可以看成一个受uGS控制的压控电阻。（3）条件：Up

15、uGD

16、<

17、Up

18、2）恒流区（放大区、饱和区）（1）范围：uDS较大，曲线近似水平的部分；或预夹断轨迹右侧的区域。（2）特点：可近似看成一个受uGS控制的电流源。（3）条件：Up

19、uGD

20、≥

21、U

22、p

23、3.1场效应管3）击穿区（1）范围：曲线位于击穿轨迹右边的区域。（2）特点：iD急剧上升，甚至管子烧毁。因此不允许工作在击穿区。（3）条件：

24、uGD

25、≥

26、UBR

27、4）夹断区（截止区）（1）范围：曲线靠近横轴的部分。（2）特点：iD≈0，管子处于截止状态。（3）条件：

28、uGS

29、≥

30、Up

31、3.1场效应管2．转移特性曲线iD=f(uGS)

32、uDS3.1场效应管用竖直虚线表示漏源间没有导电沟道，用竖直实线表示漏源间已有导电沟道，箭头表示由P指向N。3.1.2绝缘栅型场效应管（MOSFET）一、结构与符号动画分为增强型（E

33、MOS）和耗尽型（DMOS）两种。3.1场效应管2．建立导电沟道当正向电压uGS增大到某一值后，形成由自由电子组成的N型层，从而形成了联系d-s间的导电沟道。开始形成沟道时的栅源电压称为开启电压，用UT表示。二、N-EMOS管的工作原理1．形成导电沟道前当uGS=0V时，即使加电压uDS，iD=0。3.1场效应管3．形成导电沟道后，uDS对iD的影响设UT=2V，uGS=3V：1）当uDS=0V(ID=0)时，导电沟道等宽。2）当0

34、.1场效应管3）当uDS=1V时，uGD=2V=UT，此时为预夹断状态。4）当uDS>1V，则uGD