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结型场效应管金属-氧化物-半导体场效应管场效应管放大电路半导体三极管(场效应管）图片半导体三极管图片场效应管【FET——FieldEffectTransistor】双极型三极管场效应管BJTFET电流控制的元件(iB→iC)电压控制的元件(vGS→iD)利用基极的小电流控制集电极的大电流实现放大作用。利用电场效应来控制输出电流。对照两种形式的三极管：功耗低集成度高（单位面积上容纳的门电路数量远大于双极型三极管）输入阻抗大（107～1012）热稳定性好（与环境温度关系不大）抗干

2、扰能力强缺点：速度低。FET的特点：体积小，重量轻，价格低，寿命长；FET的分类：根据结构不同，可分为：结型场效应管（JFET——JunctiontypeFieldEffectTransistor）金属－氧化物－半导体场效应管（MOSFET——MetalOxide-SemiconductortypeFieldEffectTransistor）N沟道P沟道P沟道N沟道N沟道P沟道增强型耗尽型3.1结型场效应管(JFET)N沟道结型场效应管符号：栅极【Gate】漏极【Drain】源极【Source】NP+P

3、+3.1.1JFET的结构#符号中的箭头方向!三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；P沟道结型场效应管符号：箭头：P→N栅极【Gate】漏极【Drain】源极【Source】PN+N+当N沟道JFET工作时，需：vGSvDS+-dgs在栅极和源极间加一个负电压(vGS<0),使栅极与N沟道间的PN结反偏（注意与BJT的不同！！）夹断若vDS为一固定正值，则iD将受vGS的控制，│vGS│↑时，沟道电阻↑，iD↓。vDS＝0时vGS对导电沟道的控制作用：此时，vGS变化虽然

4、导电沟道随之变化，但漏极电流iD总是等于0。1、低频互导（跨导）gmUDS为定值时,漏极电流的微小变化ΔiD与对应的输入电压变化量ΔuGS之比。该参数相当于BJT的电流放大倍数β。2、夹断电压UGS(off)在漏源电压UDS为定值时,当ID小到近于零的UGS值,即UGS≤uGS(off)时,截止;UGS>uGS(off)时,导通。3、饱和漏电流IDSS在uGS=0,时的漏极电流。通常令uGS=0，uDS=10V时,测得的iD即为IDSS。场效应管的主要参数vGSvDS+-dgsuGS=0VuGS=-1V

5、3.1.2JFET的特性曲线输出特性曲线恒流区的特点：△iD/△vGS=gm≈常数即：△iD=gm△vGS（放大原理）①可变电阻区②恒流区、饱和区、线性放大区③截止区④击穿区可变电阻区恒流区截止区击穿区截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。UGS(off）只要给出IDSS和UGS(off）就可以把转移特性中的其他点近似计算出来。转移特性曲线可表示为：3.2金属－氧化物－半导体（绝缘栅型）场效应管MOSFETP沟道N沟道N沟道P沟道增强型耗尽型分类：增强型：指UGS=0时，没有

6、导电沟道，即iD=0，而必须依靠栅源电压UGS的作用，才形成感生沟道的FET。耗尽型：指UGS=0时，也会存在导电沟道，iD≠0的FET。符号：3.2.1.N沟道增强型MOSFET结构SiO2绝缘层铝电极半导体定义：开启电压（UT）——刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。N沟道增强型MOS管的基本特性：uGS＜UT，管子截止，uGS＞UT，管子导通。uGS越大，沟道越宽，在相同的漏源电压uDS作用下，漏极电流ID越大。在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当uGS=0时，这些正离子已经感应出

7、反型层，形成了沟道。符号3.2.2N沟道耗尽型MOSFET可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流绝缘栅场效应管N沟道增强型P沟道增强型各种FET的比较与使用注意事项绝缘栅场效应管N沟道耗尽型P沟道耗尽型结型场效应管N沟道耗尽型P沟道耗尽型思考：1、JEFT的栅极与沟道间的PN结在一般作为放大器件工作时，能用正向偏置吗？BJT的发射结呢？答：JEFT的栅极与沟道间的PN结在一般作为放大器件工作时，不可以用正向偏置。因为当JFET正偏时，其PN结都处于正偏状态，沟道两侧的耗尽层消失，对DS沟道失去了

8、控制作用，所以失去放大作用。BJT的发射结要求正偏。2、图示符号各表示哪种沟道的JEFT？其箭头方向代表什么？答：图(a)为N沟道，(b)为P沟道场效应管。箭头方向代表正偏方向3.4场效应管放大电路(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。(2)动态：能为交流信号提供通路。组成原则：静态分析：估算法、图解法。动态分析：微变等效电路法。分析方法：例分压式偏置电路下图中，设漏极电源VDD=18V，VGS(