第3章场效应管ppt课件.ppt

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1、场效应管与晶体管的区别1.晶体管是电流控制元件；场效应管是电压控制元件。2.晶体管参与导电的是电子—空穴，因此称其为双极型器件；场效应管是电压控制元件，参与导电的只有一种载流子，因此称其为单极型器件。3.晶体管的输入电阻较低，一般102~104；场效应管的输入电阻高，可达109~1014场效应管的分类结型场效应管JFETMOS型场效应管JFET第三章场效应管及其放大电路N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)场效应管的用途场效应管又叫做单极型三极管，共有三种用途

2、：一是当作压控可变电阻，即非线性电阻来使用；二是当作电压控制器件用来组成放大电路；三是在数字电路中用做开关元件。双极型三极管只有两种用途：一是当作电流控制器件用来组成放大电路；二是在数字电路中用做开关元件。3.2结型场效应管结构及工作原理1、结型场效应管（JFET)结构P+P+NGSD导电沟道源极，用S或s表示N型导电沟道漏极，用D或d表示P型区P型区栅极，用G或g表示栅极，用G或g表示符号符号按照如下的思路来讲解：（1）电压源VGS和电压源VDS都不起作用，电压值均为0；（2）只有电压源VGS起作用，电压源VDS的电压值为0；（3）只有电

3、压源VDS起作用，电压源VGS的电压值为0；（4）电压源VGS和电压源VDS同时起作用。2、结型场效应管（JFET)的工作原理在给出各种情况下的结型场效应管的工作状态时，同时画出对应的输出特性曲线。（1）VDS=0伏、VGS=0伏时JFET的工作状态这种情况下两个PN结处于零偏置状态，它们中间的区域是导电沟道。而且导电沟道从漏极到源极平行等宽。用画有黑色的斜线的区域表示达到动态平衡时的PN结。如图所示。这时导电沟道的电阻记为R1。（2）当VDS=0伏时分别讨论VGS分别为-1伏和Vp时JFET的工作状态（2.1）VDS=0伏、│VGS│逐渐增

4、加VGS=-1伏如图所示。画有黑色的左斜线的区域所表示的PN结是没有外加电压源时自然形成的。外加电压源VGS使PN结处于反偏状态，PN结的宽度增加，增加的这一部分用画有红色的右斜线的区域来表示。同时将电压源VGS也画成红色，电压源的符号和其产生的PN结均画成红色，对应关系一目了然（因为黑白图无法表示出颜色，所以在图2中用文字加以说明）。此时导电沟道从漏极到源极平行等宽，但比没有电压源VGS作用时的导电沟道要窄一些。这时的导电沟道的电阻用R2表示。R2要大于R1。（2.2)VDS=0伏、│VGS│逐渐增加至VGS=Vp当│VGS│逐渐增加至VG

5、S=Vp时（不妨取Vp=-3伏），由VGS产生的PN结左右相接，使导电沟道完全被夹断。这时的结型场效应管处于截止状态。如图3所示。Vp是结型场效应管的一个参数，称为夹断电压。不同管子的夹断电压的值是不同的。（2.3）VDS=0伏、│VGS│继续增加结型场效应管进入击穿状态VGS增加使PN结上的反偏电压超过V（BR）DS时，结型场效应管将进入击穿状态。（3）当VGS=0伏时分别讨论VDS由小变大的过程中JFET的几种工作状态（3.1）VGS=0伏、VDS的值比较小时如图4所示，在课件中，电压源VDS用蓝色的线条表示，由它产生的PN结也对应的用蓝

6、色的线条表示（在图4中用文字来说明）。因为VGS=0伏，所以VGS对PN结的宽度没有影响，如前所述，此时导电沟道最宽，相应的等效电阻为R1。电压源VDS使电流沿导电沟道从漏极流向源极，从而引起漏极到源极的导电沟道上有电位降，VDS给PN结施加的是一个反偏电压，靠近漏极的区域反偏电压大，靠近源极的区域反偏电压小，导电沟道不再是上下平行等宽，而是上窄下宽。当VDS比较小时，导电沟道不会被夹断。在导电沟道没有被夹断之前，可以近似地认为导电沟道的电阻均为R1，此时导电沟道可以认为是线性电阻。这时VDS和iD的关系可以用图7输出特性曲线中过原点的OA直

7、线段表示。可以这么说，当导电沟道在预夹断之前JFET管的状态对应输出特性曲线的线性电阻区。（3.2)VGS=0伏、VDS的值增加至│Vp│时如图所示，当VDS的值增加至│Vp│时，PN结在靠近漏极的一点最先相接，导电沟道被预夹断。对应输出特性曲线中的A点。此时沟道中的电流为所有可能的最大的电流，称为饱和漏极电流，记作IDSS。（3.3)VGS=0伏、VDS继续增加如图所示，当VDS继续增加时，PN结相接的区域继续向源极方向扩展，导电沟道被夹断的这部分区域对应的电阻可以近似认为是无穷大，但是此时在靠近源极的区域导电沟道还存在，与被夹断的区域所呈

8、现的电阻相比，此导电沟道对应的电阻比较小，所以当电压源VDS增加时，可以近似认为漏极电流不随VDS的增加而增加。可以这样来解释，电压源VDS增加的部分几乎全部落在前