第3章场效应管及其放大电路ppt课件.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绝缘栅型场效应管3.3场效应管的主要参数及特点3.4场效应管放大电路场效应三极管（FieldEffectTransistor,FET）简称场效应管，是利用电场效应来控制电流的，只有一种载流子（多数载流子）参与导电，也称单极型三极管，是一种电压控制器件。场效应管分类结型场效应管绝缘栅场效应管特点单极型器件(一种载流子导电)；输入电阻高；工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。DSGN符号N型沟道N型硅棒栅极源极漏极P+P+P型区耗尽层(PN结)在漏极和源极之间加上一个正向电压，N型半导体中多数载流子电子可以导电。3.

2、1.1结型场效应管的结构N沟道结型场效应管3.1结型场效应管(JFET)N沟道结型场效应管用改变uGS大小来控制漏极电流iD的。GDSNN型沟道栅极源极漏极P+P+耗尽层*在栅极和源极之间加反向电压，耗尽层会变宽，导电沟道宽度减小，使沟道本身的电阻值增大，漏极电流iD减小，反之，漏极iD电流将增加。*耗尽层的宽度改变主要在沟道区。3.1.2结型场效应管的工作原理1.uGS对iD的影响：设uDS=0，在栅源之间加负电源VGG，改变VGG大小，观察耗尽层的变化。iD=0gdSN型沟道P+P+(a)uGS=0uGS=0时，耗尽层比较窄，导电沟比较宽uGS由零逐渐增大，耗尽

3、层逐渐加宽，导电沟相应变窄。当uGS=UGS(off),耗尽层合拢，导电沟被夹断,夹断电压UGS(off)为负值(b)UGS(off)0，在栅源间加负电源VGG，观察uGS变化时耗尽层和漏极iD。GDSNiSiDP+P+VDDVGG(b)uDS较小，uGD>UGS(off)VDDGDSNiSiDP+P+VGG(a)UGS(off)

4、称场效应管；(2)结型场效应管栅源之间加反向偏置电压，使PN反偏，栅极基本不取电流，因此，场效应管输入电阻很高。VDDGDSNiSiDP+P+VGG(d)uGD

5、夹断轨迹可变电阻区恒流区击穿区

6、UGS(off)

7、uGS=0-4-2-6-8iD/mAuDS/VOuGD=UGS(off)夹断电压可变电阻区：iD与uDS基本上呈线性关系，但不同的uGS其斜率不同。恒流区：又称饱和区，iD几乎与uDS无关，iD的值受uGS控制。击穿区：反向偏置的PN结被击穿，iD电流突然增大。场效应管的两组特性曲线之间互相联系，可根据漏极特性用作图的方法得到相应的转移特性。UDS=常数iD/mA0-0.5-1-1.5uGS/VUDS=15V5iD/mAuDS/V0UGS=0-0.4V-0.8V-1.2V-1.6V101520250.10.20.30

8、.40.5结型场效应管栅极基本不取电流，其输入电阻很高，可达107以上。如希望得到更高的输入电阻，可采用绝缘栅场效应管。在漏极特性上用作图法求转移特性由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称MOS场效应管。特点：输入电阻可达109以上。类型N沟道P沟道增强型耗尽型增强型耗尽型uGS=0时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；uGS=0时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。3.2绝缘栅型场效应管3.2.1N沟道增强型MOS场效应管1.结构P型衬底N+N+SiO2源极S漏极d衬底引线B栅极g符号SgdB2.工作原理绝缘栅场效应管利用uGS

9、来控制“感应电荷”的多少，改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，以控制漏极电流iD。工作原理分析(1)uGS=0漏源之间相当于两个背靠背的PN结，无论漏源之间加何种极性电压，总是不导电。SBDP型衬底N+N+BgSd(2)uDS=0，0