場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理(教案)

1、。課程模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)章節(jié)14 節(jié)教師審批課題結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管課時(shí)授課日期授課班級(jí)教學(xué)目的1、了解場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)作及分類；2、掌握結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理；與要求3、了解結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線及三個(gè)工作區(qū)；4. 。簡(jiǎn)單了解結(jié)型效應(yīng)管的主要參數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理和特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理授課類型講述與圖片展示教學(xué)方法教具本節(jié)難點(diǎn)是場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理。為了讓學(xué)生更好地理解， 在教學(xué)解決重難中采用如下措施： 1、在講授過程中將反向電壓變化、PN結(jié)的寬度變化、點(diǎn)的措施溝道變化、 I D 的變化。串聯(lián)在一起，產(chǎn)生一個(gè)邏輯過程，加深學(xué)生對(duì)這種變化的理解。 2、加強(qiáng)訓(xùn)練，采用講練講的方法，使

2、學(xué)生更好地掌握。通過對(duì)前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過的三極管知識(shí)復(fù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從主要參數(shù)中認(rèn)識(shí)到三極管不穩(wěn)定的主要原因是存在反向電流 I CBO和 I CEO，而且這個(gè)電流又與溫度有關(guān)，因此形成電流溫度相互促進(jìn)增大的惡性循環(huán)，導(dǎo)致電路不能正常工作的惡果。 這點(diǎn)在后面要學(xué)習(xí)的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象就是一例。導(dǎo)入過程在老式的質(zhì)量較差的電視機(jī)和收音機(jī)，有時(shí)工作時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)跑臺(tái)、沒有聲音、圖象不穩(wěn)等，有人為了看電視不得不將電視機(jī)旁加一個(gè)電扇。這一切都是三極管反向電流的禍。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)我們就要學(xué)習(xí)另一種放大管場(chǎng)效應(yīng)管。 （導(dǎo)入過程 5 分鐘）。1。教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容：一、什么是場(chǎng)效應(yīng)管？（10 分鐘）1、場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)

3、：三極管是以輸入電流來控制輸出電流，而場(chǎng)效應(yīng)管則是以輸入電壓來控制輸出電流。屬于 電壓控制型器件。由于它的輸入電阻高，無反向電流，因此具有噪聲低、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。 （它的優(yōu)點(diǎn)可以由學(xué)生來說，老師只作講解）2、場(chǎng)效應(yīng)管的分類：（這點(diǎn)很簡(jiǎn)單，可由老師提出問題由學(xué)生回答，老師則板書歸納）3、場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)：注意： N溝道與 P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)的區(qū)別，符號(hào)中箭頭的指向與前面所學(xué)過的二極管、三極管一樣是由P 區(qū)指向 N區(qū)。在 N 溝道場(chǎng)效應(yīng)管中， S 是 N型半導(dǎo)體，于是 G是 P 型半導(dǎo)體，在符號(hào)中箭頭就由 G指向 S。反之，在 P溝道場(chǎng)效應(yīng)管中， S 是 P 型半導(dǎo)體， G是 N型半導(dǎo)體，在符號(hào)

4、中箭頭指向就是由 S 指向 G。二結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理（ 15 分鐘）先以 N 溝道結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管為例說明其結(jié)構(gòu)和工作原理。1、結(jié)構(gòu)：注意講清楚兩個(gè) PN結(jié)、三個(gè)電極。在 N 型半導(dǎo)體兩側(cè)各擴(kuò)散兩個(gè) P 型區(qū)，形成兩個(gè) PN結(jié)。在 N 型半導(dǎo)體兩端引出漏極 D、源極 S；兩個(gè) P 區(qū)聯(lián)在一起作為柵極 G；三個(gè)電極，漏極 D、源極 S、柵極 G；2、工作原理：（1）正常情況下， G極空置，將 D、S 極加上正電壓 UDS，電路中就會(huì)有電流I D，因?yàn)?N 型半導(dǎo)體就是導(dǎo)體，是可以導(dǎo)電。我們稱這條導(dǎo)電區(qū)域?yàn)閷?dǎo)電溝道 。問：這個(gè)電流的大小與什么因素有關(guān)？（只與電壓UDS大小有關(guān)，如果 UDS不變則

5、電流 I D 也不會(huì)改變）（2）問：如何控制電流I D 呢？我們?cè)跂拧⒃粗g接負(fù)電壓VGS。于是兩個(gè) PN結(jié)都處于反向偏置狀態(tài)。2。（3）問：如果改變負(fù)電壓VGS會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果？（會(huì)改變 PN結(jié)上的負(fù)電壓，也就會(huì)改變PN結(jié)的寬度）負(fù)電壓VGS越高，則 PN結(jié)越寬。問： PN結(jié)變寬會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？PN結(jié)越寬，則溝道越窄，溝道電阻變大，電流I D 就越小。反之，則 PN結(jié)越窄，溝道越寬，溝道電阻變小，電流I D 就越大。（可以用公路來比喻，路兩邊的停的車越多則能通的路就越窄。）于是，通過改變電壓VGS，就可以控制輸出電流I D。板書：改變負(fù)電壓VGSPN結(jié)的寬度溝道寬度溝道電阻電流I D3、 P溝

6、道結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管其結(jié)構(gòu)和工作原理。問：如果是 P 溝道結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管其結(jié)構(gòu)和工作原理有什么不同？（由學(xué)生回答）結(jié)構(gòu)上，半導(dǎo)體類型都相反； 工作原理上， VGS為正電壓（為什么？）在控制過程上，基本相同。即正電壓 VGS越高，則 PN結(jié)越寬，則溝道越窄，溝道電阻變大，電流 I D 就越小。課堂練習(xí)：（10 分鐘）下列說法是否正確？說明理由。1、場(chǎng)效應(yīng)管屬于電流控制元件。2、場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)電極分別叫漏極D、源極 S、柵極 G；也有兩個(gè) PN結(jié)分別叫漏結(jié)和源結(jié)。3、場(chǎng)效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)可以分為增強(qiáng)型和耗盡型兩大類。4、場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)應(yīng)該在柵、源之間接正電壓VGS。5、負(fù)電壓 VGS越高則溝道電阻就越小，電流I

7、 D就越大6、電壓 VGS越高則溝道電阻就越大，電流I D就越?。ǖ诙n時(shí)）三 JFET的特性曲線（ 10 分鐘）分為轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線。1、轉(zhuǎn)移特性曲線：即反映了當(dāng)UDS電壓一定時(shí) UGS與 i D的關(guān)系曲線。我們知道，作圖時(shí)先畫坐標(biāo)系，橫軸為U，縱軸為 I 。GSD一般畫曲線時(shí)先取兩個(gè)點(diǎn)，即U =0 和 I =0 的兩個(gè)點(diǎn)，再用一條曲線聯(lián)接兩點(diǎn)就成GSD了。ugS 時(shí)， i D 最大，此時(shí)的電流稱為漏極飽和電流當(dāng)IDSS=0。當(dāng) i D=0 時(shí)，此時(shí)的 UGS稱為夾斷電壓 UGS（ off ）注意：前面學(xué)習(xí)三極管的特性時(shí)有一個(gè)輸入特性，這里為什么叫轉(zhuǎn)移特性不叫輸入特性呢？因?yàn)樵谌龢O

8、管的輸入特性中是研究輸入電流 I B與輸入電壓 VBE間的關(guān)系， 而這里研究的是輸入電壓 VGS 與輸出電流 I D之間的關(guān)系，是由輸入端控制輸出端，所以叫轉(zhuǎn)移特性。2、輸出特性曲線（不作重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生了解一下就行）（5 分鐘）輸出特性曲線是指在VGS一定的情況下， I D 與 VDS的關(guān)系。3。引導(dǎo)學(xué)生看曲線圖與三極管的輸出特性曲線有點(diǎn)相似。不過它的三個(gè)區(qū)的名稱不同。分別叫作：（1）可調(diào)電阻區(qū)， I D 隨 VDS作線性變化，（2）飽和區(qū)， VGS不變，則 I D也不隨 VDS變化，這時(shí) I D只受 VGS電壓的控制。（3）擊穿區(qū)， VDS增到一定程度， I D 突然增大，出現(xiàn)擊穿。小結(jié)：場(chǎng)

9、效應(yīng)管的特點(diǎn)：1、場(chǎng)效應(yīng)管是用輸入電壓控制輸出電流的，屬于電壓控制器件。三極管屬于電流控制器件。2、場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)輸入端 G、S 端的 PN結(jié)處于反偏，因此輸入電阻極高，這對(duì)于放大微弱信號(hào)非常有利。而三極管工作時(shí)輸入端 B、E 端的 PN結(jié)處于正偏，因此輸入電阻很低。3、場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)只有擴(kuò)散電流，沒有漂移電流，因此它又叫單極型晶體管。而三極管不僅有擴(kuò)散電流（發(fā)射結(jié)電流） ，還有漂移電流（集電結(jié)電流） ，因此它叫雙極型晶體管。課堂練習(xí) （ 10 分鐘）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管練習(xí)題一填空題1場(chǎng)效應(yīng)管是一種控制型器件，它分為管和管兩種。2場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)電極，即：，。3當(dāng)時(shí)的漏極電流稱為漏極飽和電流，用I D

10、SS表示。4 N溝道 JFET 正常工作時(shí)VGS為電壓，P 溝道 JFET正常工作時(shí)VGS為電壓。5 場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線可分為_、和三個(gè)區(qū)。二、單項(xiàng)選擇題1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管中，由同一塊半導(dǎo)體兩端引出的兩個(gè)電極是（）A 、源極和柵極B、源極和漏極C、漏極和柵極D、柵極和發(fā)射極2結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管在工作時(shí)兩個(gè)PN結(jié)的狀態(tài)是（）A、兩個(gè) PN結(jié)都反偏B、兩個(gè) PN結(jié)都正偏C、一個(gè) PN結(jié)正偏另一個(gè)反偏3結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線中也稱為放大區(qū)的是（）A 、可調(diào)電阻區(qū)B、恒流區(qū)C、擊穿區(qū)D、截止區(qū)4有下列條件（）就可以決定結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線。A 、VDS和 VGSB、VDS和 I DC、VP和 I DSSD、VT和 I DSS5下面是N 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線的是（）6飽和電流是指的（）A 、 VGS0 時(shí)的漏極電流B、 VDS 0 時(shí)的漏極電流C 、 I D 0 時(shí)的柵源電壓D、 I D 0 時(shí)的漏源電壓7下面不是場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)是（）A 、單極型器件B、輸入電阻很大C、熱穩(wěn)定性好D 、電流放大系數(shù)很高8結(jié)型 N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的PN結(jié)的寬度是隨所加的反向電壓VGS而變化的。其變化是（）A、反向電壓越高，PN結(jié)就越寬B、反向電壓越高，PN結(jié)就越窄C、反向電壓越高，溝道電阻就越小D、反向電壓越高，漏極電流就越大。4。9晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管相比，下列說法正確的是（）A、