第三章場效應(yīng)管2ppt課件

1、3.1 3.1 場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管3.2 3.2 場效應(yīng)管放大電路場效應(yīng)管放大電路作業(yè)：作業(yè)： 3-4, 3-7, 3-8, 3-10, 3-11 3-4, 3-7, 3-8, 3-10, 3-11 本章的重點與難點本章的重點與難點重點重點:1. 了解場效應(yīng)管的工作原理；了解場效應(yīng)管的工作原理；2. 掌握場效應(yīng)管的外特性及主要參數(shù)；掌握場效應(yīng)管的外特性及主要參數(shù)； 3. 掌握場效應(yīng)管放大電路靜態(tài)工作點與動態(tài)參掌握場效應(yīng)管放大電路靜態(tài)工作點與動態(tài)參數(shù)數(shù)Au、Ri、Ro的分析方法。的分析方法。難點難點:通過外部電壓對導(dǎo)電溝道的控制作用來說明結(jié)通過外部電壓對導(dǎo)電溝道的控制作用來說明結(jié)型場效應(yīng)管

2、及絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理。型場效應(yīng)管及絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理。場效應(yīng)管輸入回路內(nèi)阻很高場效應(yīng)管輸入回路內(nèi)阻很高(1071012)，熱穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性好，噪聲低，比晶體管耗電小，應(yīng)用廣泛。性好，噪聲低，比晶體管耗電小，應(yīng)用廣泛。僅靠多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱單極型晶體管。僅靠多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱單極型晶體管。場效應(yīng)管場效應(yīng)管FET）：是利用輸入回路的電場效）：是利用輸入回路的電場效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件。應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件。3.1 3.1 場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管按結(jié)構(gòu)不同分為：結(jié)型按結(jié)構(gòu)不同分為：結(jié)型(JFET) 絕緣柵型絕緣柵型(IGFET)每種類型的場效應(yīng)管

3、又分為每種類型的場效應(yīng)管又分為N溝道和溝道和P溝道兩種溝道兩種類型。類型。場效應(yīng)管的分類場效應(yīng)管的分類3.1.1 結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管 N溝道結(jié)型場效應(yīng)管是溝道結(jié)型場效應(yīng)管是在同一塊在同一塊N型半導(dǎo)體上型半導(dǎo)體上制作兩個高摻雜的制作兩個高摻雜的P區(qū)，區(qū)，將它們連接在一起引出將它們連接在一起引出電極柵極電極柵極g。N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體分別引出漏極分別引出漏極d、源極、源極s。1. N溝道結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)溝道結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)sgP+N導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道源極源極s柵極柵極g漏極漏極d結(jié)型場效應(yīng)管的符號結(jié)型場效應(yīng)管的符號N溝道符號溝道符號dsgdsgP溝道符號溝道符號(1) g、s間和間和d、s間

4、均短路的情況間均短路的情況耗盡區(qū)很窄，導(dǎo)電溝道具耗盡區(qū)很窄，導(dǎo)電溝道具有一定的寬度，并且等寬有一定的寬度，并且等寬2. 工作原理電壓控制作用工作原理電壓控制作用(以以N溝道為例加以說明溝道為例加以說明)(2) g、s間加負(fù)電壓和間加負(fù)電壓和d、s間短路間短路| UGS |增加到某一數(shù)值增加到某一數(shù)值,耗盡區(qū)相接耗盡區(qū)相接,溝道消失溝道消失,溝溝道電阻趨于無窮大，溝道電阻趨于無窮大，溝道夾斷道夾斷此時此時GS的的值為夾斷電壓值為夾斷電壓UGSoff） | UGS |增大，耗盡區(qū)增增大，耗盡區(qū)增寬，溝道變窄，溝道電寬，溝道變窄，溝道電阻增大。等寬變化阻增大。等寬變化N溝道溝道JFETUGS(off

5、)0 UDS的作用產(chǎn)生漏極電流的作用產(chǎn)生漏極電流ID ，使溝道中各點和柵極間，使溝道中各點和柵極間的電壓不再相等，近漏極電的電壓不再相等，近漏極電壓最大，近源極電壓最小。壓最大，近源極電壓最小。 導(dǎo)電溝道寬度不再相等。導(dǎo)電溝道寬度不再相等。dsgUDSiD(3) g、s間短路，間短路，d、s間加正向電壓間加正向電壓隨著隨著UDS 的增加，的增加， ID近似近似線性增加線性增加,d-s間呈電阻特性。間呈電阻特性。 UGD = UGS - UDS = - UDS當(dāng)當(dāng)UDS 增加到增加到|UGSoff）| 。漏。漏極附近的耗盡區(qū)相接，稱為預(yù)夾極附近的耗盡區(qū)相接，稱為預(yù)夾斷。斷。UDSdsgAID隨著

6、隨著UDS 增加，增加，ID增大。增大。溝道在漏極處越來越窄。溝道在漏極處越來越窄。此時，此時，UGD= UGSoff）UDS 再增加，夾斷區(qū)長度增加再增加，夾斷區(qū)長度增加AA）。）。A預(yù)夾斷時，導(dǎo)電溝道內(nèi)仍有電流預(yù)夾斷時，導(dǎo)電溝道內(nèi)仍有電流ID ，且，且UDS增大時增大時ID幾乎不變。幾乎不變。對應(yīng)對應(yīng)UGS0時的時的ID最大，稱為最大，稱為“飽和漏極電流飽和漏極電流IDSS”g、s間的負(fù)電壓使導(dǎo)電溝間的負(fù)電壓使導(dǎo)電溝道變窄等寬）；道變窄等寬）；d、s間間的正電壓使溝道不等寬。的正電壓使溝道不等寬。UGS 增加，導(dǎo)電溝道增加，導(dǎo)電溝道變窄，溝道電阻增大，相變窄，溝道電阻增大，相同同UDS產(chǎn)生

7、的產(chǎn)生的ID減小。減小。dsgUDSUGSID(4) g、s間加負(fù)向電壓，間加負(fù)向電壓，d、s間加正向電壓間加正向電壓（綜合（綜合2 2）（）（3 3兩種情況）兩種情況）稱場效應(yīng)管為電壓控制元件。稱場效應(yīng)管為電壓控制元件。由于由于UDS的增加幾乎全的增加幾乎全部落在夾斷區(qū)，漏極電部落在夾斷區(qū)，漏極電流流ID基本保持不變。基本保持不變。ID幾乎僅僅決定于幾乎僅僅決定于UGS，表現(xiàn)出恒流特性。表現(xiàn)出恒流特性。 AdsgUDSUGSID2. 工作原理電壓控制作用工作原理電壓控制作用正常工作時放大）：正常工作時放大）：在柵在柵-源之間加負(fù)向電壓，源之間加負(fù)向電壓，(保證耗盡層承受反向電壓保證耗盡層承受

8、反向電壓) 漏漏-源之間加正向電壓，源之間加正向電壓，(以形成漏極電流）以形成漏極電流）這樣既保證了柵源之間的這樣既保證了柵源之間的電阻很高，又實現(xiàn)了電阻很高，又實現(xiàn)了ugs對對溝道電流溝道電流iD的控制。的控制。d耗盡層耗盡層sgP+N導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖2. 工作原理電壓控制作用工作原理電壓控制作用3. 結(jié)型場效應(yīng)管的特性結(jié)型場效應(yīng)管的特性ID = f (UDS )UGS = 常常數(shù)數(shù)（1輸出特性曲線輸出特性曲線因場效應(yīng)管柵極電流幾乎為因場效應(yīng)管柵極電流幾乎為零，不討論輸入特性。零，不討論輸入特性。輸出特性和轉(zhuǎn)移特性輸出特性和轉(zhuǎn)移特性從圖中可以看出，管子的工作狀態(tài)分為四個區(qū)

9、域：從圖中可以看出，管子的工作狀態(tài)分為四個區(qū)域：可變電阻區(qū)，恒流區(qū)，夾斷區(qū)及擊穿區(qū)。可變電阻區(qū)，恒流區(qū)，夾斷區(qū)及擊穿區(qū)。UGS0UDS較小、曲線靠近縱軸的部分。較小、曲線靠近縱軸的部分。也就是預(yù)夾斷軌跡左邊區(qū)域。也就是預(yù)夾斷軌跡左邊區(qū)域。 1) 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū) 條件：條件：|UGS | |UGSoff） | |UGD | |UGSoff） |預(yù)夾斷軌跡：連接各曲線上預(yù)夾斷軌跡：連接各曲線上UGD= UGSoff的點的點特點：可通過改變特點：可通過改變UGS大小來改變漏源間電阻值。大小來改變漏源間電阻值。UDS較大、較大、 ID基本不隨基本不隨UDS的的增加而增加的部分。增加而增加的部分。

10、預(yù)夾斷軌跡右邊區(qū)域。預(yù)夾斷軌跡右邊區(qū)域。2) 恒流區(qū)飽和區(qū)，放大區(qū)）恒流區(qū)飽和區(qū)，放大區(qū)）條件：條件：|UGS | | UGSoff） |特點：特點： ID只受只受UGS 控制控制 導(dǎo)電溝道全部夾斷。導(dǎo)電溝道全部夾斷。4)4)擊穿區(qū)：擊穿區(qū)：UDSUDS增加到一定程度，電流急劇增大增加到一定程度，電流急劇增大( (雪崩）。雪崩）。 不允許管子工作在擊穿區(qū)。不允許管子工作在擊穿區(qū)。3) 夾斷區(qū)截止區(qū)）夾斷區(qū)截止區(qū)）條件：條件：|UGS | | UGSoff） | 特點：特點： ID 0轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)移特性曲線與輸出特性曲線有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系（2轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性ID =

11、 f (UGS )UDS = 常數(shù)常數(shù)反映反映UGS對對ID的控制作用的控制作用UDS=8VIDSSUGS=0時產(chǎn)時產(chǎn)生預(yù)夾斷時生預(yù)夾斷時的漏極電流的漏極電流放大區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎重合。可變電阻區(qū)時，不放大區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線幾乎重合。可變電阻區(qū)時，不同的同的UDS ，轉(zhuǎn)移特性曲線有很大差別。，轉(zhuǎn)移特性曲線有很大差別。恒流區(qū)恒流區(qū)ID近似表達式為：近似表達式為：2)()1 (offGSGSDSSDUUII30123 UGS / VUGS(off)ID /mA4IDSS12N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，柵源之間加反向電壓。溝道結(jié)型場效應(yīng)管，柵源之間加反向電壓。P溝道結(jié)型場效應(yīng)管，柵源之間加正向電壓。溝道結(jié)型

12、場效應(yīng)管，柵源之間加正向電壓。1.4.2 絕緣柵型場效應(yīng)管絕緣柵型場效應(yīng)管MOS管管)柵柵-源電壓為零時，無導(dǎo)電溝道的管子稱為增強型源電壓為零時，無導(dǎo)電溝道的管子稱為增強型柵柵-源電壓為零時，已建立了導(dǎo)電溝道的管子稱為耗盡型源電壓為零時，已建立了導(dǎo)電溝道的管子稱為耗盡型MOS管分類：管分類： N溝道（溝道（ N MOS） 增強型增強型 耗盡型耗盡型 P溝道（溝道（ P MOS） 增強型增強型 耗盡型耗盡型 絕緣柵型場效應(yīng)管采用sio2絕緣層隔離，柵極為金屬鋁，又稱為MOS管。 1、N溝道增強型溝道增強型MOS管管 （1構(gòu)造構(gòu)造 通常襯底和源極連接在一起通常襯底和源極連接在一起使用。使用。 柵柵

13、-源電壓改變時，源電壓改變時，將改變襯底靠近絕緣層處感將改變襯底靠近絕緣層處感應(yīng)電荷的多少，從而控制漏應(yīng)電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。極電流的大小。P型硅襯底型硅襯底源極源極S 柵極柵極G 漏極漏極D 襯底引線襯底引線BN+N+SiO2DBSGN溝道符號溝道符號DBSGP溝道符號溝道符號SiO2P型硅襯底型硅襯底耗盡層耗盡層襯底引線襯底引線BN+N+SGDUDSID = 0D與與S之間是兩個之間是兩個PN結(jié)反向串聯(lián)，結(jié)反向串聯(lián)，無論無論D與與S之間加之間加什么極性的電壓，什么極性的電壓，漏極電流均接近于漏極電流均接近于零。零。（2） 工作原理工作原理1) UGS =01) UGS =0

14、由于絕緣層由于絕緣層SiO2的存在，柵極的存在，柵極電流為零。電流為零。 柵源電壓產(chǎn)生向下的電場強度，柵源電壓產(chǎn)生向下的電場強度，基底靠近柵極形成基底靠近柵極形成N型薄層，型薄層，稱為反型層。稱為反型層。 這個反型層就構(gòu)成了漏源之間這個反型層就構(gòu)成了漏源之間的導(dǎo)電溝道。的導(dǎo)電溝道。PN+N+SGD反型層反型層2UGS 0 ，UDS =0UGS到達到達UGSth)后，后，UGS越大，反型層越寬，導(dǎo)越大，反型層越寬，導(dǎo)電溝道電阻越小，相同的電溝道電阻越小，相同的UDS產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的電流ID大，從大，從而實現(xiàn)了壓控電流作用。而實現(xiàn)了壓控電流作用。 產(chǎn)生反型層導(dǎo)電溝道時產(chǎn)生反型層導(dǎo)電溝道時對應(yīng)的柵對

15、應(yīng)的柵-源電壓稱為源電壓稱為 開啟電壓開啟電壓UGS(th) PN+N+SGD反型層反型層 UDS作用產(chǎn)生漏極電流作用產(chǎn)生漏極電流ID 。溝道各點對柵極電壓不再相等，溝道各點對柵極電壓不再相等，導(dǎo)電溝道寬度不再相等，沿源導(dǎo)電溝道寬度不再相等，沿源-漏方向逐漸變窄。漏方向逐漸變窄。3UGS UGS(th） ，UDS 0P襯底襯底B BN+N+SGDUGD=UGS-UDS UGS(th） ，UDS 0P襯底襯底BN+N+SGD4321051015UGS =5V6V4V3V2ViD /mAUDS =10VN N溝道增強型溝道增強型 MOS MOS 管的特性曲線管的特性曲線 0123恒流區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)

16、擊穿區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)246uGS / V（3） 特性曲線特性曲線UGs(th)輸出特性輸出特性轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 uDS / ViD /mA夾斷區(qū)夾斷區(qū)2)()1(thGSGSDODUUII恒流區(qū)恒流區(qū)ID和和UGS的近似關(guān)系：的近似關(guān)系：IDO是是UGS = 2UGS(th)時的時的ID。UDS =10V0123246UGS / VUGs(th)ID /mA制造時制造時,在在sio2絕緣層中摻入大量絕緣層中摻入大量的正離子的正離子,即使即使UGS =0，在正離，在正離子的作用下，源子的作用下，源-漏之間也存在漏之間也存在導(dǎo)電溝道。只要加正向?qū)щ姕系?。只要加正向UDS ，就會產(chǎn)生就會產(chǎn)生I

17、D。UGS0,并且當(dāng)并且當(dāng)UGS小于某一值小于某一值時，導(dǎo)電溝道消失，此時的時，導(dǎo)電溝道消失，此時的UGS稱為夾斷電壓稱為夾斷電壓UGS(off) 。結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖P源極源極S漏極漏極D 柵極柵極GBN+N+正離子正離子反型層反型層SiO22、N溝道耗盡型溝道耗盡型MOS管管dN溝道符號溝道符號BsgP溝道符號溝道符號dBsgMOSMOS管符號管符號DBSGN溝道符號溝道符號DBSGP溝道符號溝道符號耗盡型耗盡型MOSMOS管符號管符號增強型增強型MOSMOS管符號管符號432104812UGS =1V2V3V輸出特性輸出特性轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性N N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSMOS管的特性

18、曲線管的特性曲線 1230V1012123 UGS / V2. 特性曲線特性曲線 ID UGSUGs(off) UDS / VUDS =10VID /mAID /mA場效場效應(yīng)管應(yīng)管的符的符號及號及特性特性76頁頁結(jié)型結(jié)型N溝道溝道結(jié)型結(jié)型P溝道溝道NMOS增強型增強型NMOS耗盡型耗盡型PMOS增強型增強型PMOS耗盡型耗盡型（+）（+）（+）（+）（-）（-）（-）（-） 測得某放大電路中三個測得某放大電路中三個MOS管的三個電極的電位及它們的管的三個電極的電位及它們的開啟電壓如表所示。試分析各管的工作狀態(tài)夾斷區(qū)、恒開啟電壓如表所示。試分析各管的工作狀態(tài)夾斷區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)）。流區(qū)、

19、可變電阻區(qū)）。管號管號U UGS(th)GS(th)/V/VUs/VUs/VU UG G/V/VU UD D/V/V工作狀態(tài)工作狀態(tài)T14-513T2-43310T3-4605恒流區(qū)恒流區(qū)夾斷區(qū)夾斷區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)增強型增強型NMOSPMOS1、直流參數(shù)、直流參數(shù) （1開啟電壓開啟電壓UGS(th) UDS為固定值能產(chǎn)生漏極電流為固定值能產(chǎn)生漏極電流ID所需的柵所需的柵-源源電壓電壓UGS的最小值。的最小值。 增強型增強型MOS管的參數(shù)。管的參數(shù)。 （NMOS管為正，管為正，PMOS管為負(fù)）管為負(fù)） （ 2夾斷電壓夾斷電壓 UGS(off) UDS為固定值使漏極電流近似等于零時所需的為固

20、定值使漏極電流近似等于零時所需的柵柵-源電壓。源電壓。 結(jié)型場效應(yīng)管和耗盡型結(jié)型場效應(yīng)管和耗盡型MOS管的參數(shù)。管的參數(shù)。 （NMOS管為負(fù)，管為負(fù)，PMOS管為正）。管為正）。 （4直流輸入電阻直流輸入電阻RGSDC） 柵柵-源電壓與柵極電流的比值，其值很高源電壓與柵極電流的比值，其值很高, 一般為一般為107-1010左右。左右。 （3飽和漏極電流飽和漏極電流IDSS 對于耗盡型對于耗盡型MOS管管,在在UGS =0情況下產(chǎn)生情況下產(chǎn)生 預(yù)夾預(yù)夾斷時的漏極電流。斷時的漏極電流。2、交流參數(shù)、交流參數(shù) gm是衡量柵是衡量柵-源電壓對漏極電流控制能力的一個重源電壓對漏極電流控制能力的一個重要參

21、數(shù)。要參數(shù)。 （1低頻跨導(dǎo)低頻跨導(dǎo) gm管子工作在恒流區(qū)并且管子工作在恒流區(qū)并且 UDS為常數(shù)時，漏極電流的微為常數(shù)時，漏極電流的微變量與引起這個變化的柵變量與引起這個變化的柵-源電壓的微變量之比稱為低源電壓的微變量之比稱為低頻跨導(dǎo)，即頻跨導(dǎo)，即DmDSDSig| Uu常量（2交流輸出電阻交流輸出電阻rdsrds反映了反映了uDS對對iD的影響，是輸出特性曲線上的影響，是輸出特性曲線上Q點處切線斜率的倒數(shù)點處切線斜率的倒數(shù) rds在恒流區(qū)很大。在恒流區(qū)很大。常數(shù)GSUDDSdsiur3、極限參數(shù)、極限參數(shù)（1最大漏極電流最大漏極電流IDM()最大漏源電壓最大漏源電壓U DS(BR)(3)最大柵

22、源電壓最大柵源電壓U GS(BR)(4)最大耗散功率最大耗散功率P DM3.1.4 3.1.4 場效應(yīng)管與雙極型晶體管的比較場效應(yīng)管與雙極型晶體管的比較場效應(yīng)管的柵極場效應(yīng)管的柵極g g、源極、源極s s、漏極、漏極d d分別對應(yīng)于晶體管分別對應(yīng)于晶體管的基極的基極b b、發(fā)射極、發(fā)射極e e、集電極、集電極c c1 1FETFET是電壓控制元件，輸入阻抗很高；是電壓控制元件，輸入阻抗很高；BJT BJT 是電流控制元件，輸入阻抗較小；是電流控制元件，輸入阻抗較??；2 2FETFET單極型多子參與導(dǎo)電，溫度穩(wěn)定性好，抗單極型多子參與導(dǎo)電，溫度穩(wěn)定性好，抗輻射能力強，輻射能力強， FETFET噪

23、聲系數(shù)?。辉肼曄禂?shù)?。籅JTBJT為多子和少子同時參與導(dǎo)電，溫度特性能差；為多子和少子同時參與導(dǎo)電，溫度特性能差；3 3FETFET漏極與源極可以互換使用；漏極與源極可以互換使用；BJTBJT的發(fā)射極與集的發(fā)射極與集電極一般不能互換使用；電極一般不能互換使用； FETFET比比BJTBJT的種類多，組成的種類多，組成電路更靈活；電路更靈活；4 4FETFET工藝簡單，功耗小，電源范圍寬，更多用于大工藝簡單，功耗小，電源范圍寬，更多用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。管的柵極絕緣，外界感應(yīng)電荷不易泄放管的柵極絕緣，外界感應(yīng)電荷不易泄放 例例 已知某管的輸出特性曲線如圖所示。試分

24、析已知某管的輸出特性曲線如圖所示。試分析該管是什么類型的場效應(yīng)管。該管是什么類型的場效應(yīng)管。N溝道增強型溝道增強型MOS管管2105101510V8V6V uDS / ViD /mA4V開啟電壓開啟電壓UGS(th)=4V例例 電路及管子的輸出特性如圖所示。試分析電路及管子的輸出特性如圖所示。試分析uI為為0、8V和和10V三種情況下三種情況下uO分別為幾伏。分別為幾伏。+VDD(+15V)RD5kuo +-uI +- -2105101510V8V6V uDS / ViD /mA4VVVuuiuuDDDSODIGS15, 00) 1 (，因而時，管子處于夾斷狀態(tài)當(dāng)VVRiVuumAiVuuDD

25、DDDSODIGS10)5115(,18)2(的時，管子工作在恒流區(qū)當(dāng)+VDD(+15V)RD5kuo +-uI +- -2105101510V8V6V uDS / ViD /mA4V輸入電壓為輸入電壓為8VVVVRRRukiuRVuuDDDdsdsODDSdsIGS6 . 51535331013/103區(qū)，等效電阻為，管子工作在可變電阻（3當(dāng)當(dāng)UGS(th)=10V時，若認(rèn)為時，若認(rèn)為 T工作在恒流區(qū)工作在恒流區(qū)，則，則iD為為2.2mA, uo=4V,而而uGS=10V時的預(yù)夾斷電時的預(yù)夾斷電壓為壓為uDS=6V說明管子工作在可變電阻區(qū)。說明管子工作在可變電阻區(qū)。+VDD(+15V)RD5

26、kuo +-uI +- - uDS / V2105101510V8V6ViD /mA4V3場效應(yīng)管組成的放大電路與雙極型晶體管一樣，場效應(yīng)管組成的放大電路與雙極型晶體管一樣，必須建立合適的靜態(tài)工作點介紹幾種偏置電路：必須建立合適的靜態(tài)工作點介紹幾種偏置電路：. . 場效應(yīng)管放大電路場效應(yīng)管放大電路. . .場效應(yīng)管放大電路的直流偏置及靜態(tài)分析場效應(yīng)管放大電路的直流偏置及靜態(tài)分析1. 1. 自給偏壓電路自給偏壓電路此電路只適用于此電路只適用于耗盡型器件耗盡型器件靜態(tài)工作點分析靜態(tài)工作點分析2)()1 (offGSGSQDSSDQsDQSQGQGSQUUIIRIUUU)(sDDQDDDSQRRIV

27、U柵極電流為柵極電流為0，則，則UGQ=0解方程求出IDQ和UGSQ、分壓式偏置電路、分壓式偏置電路靜態(tài)工作點分析靜態(tài)工作點分析直流通路直流通路sDQDDGGGSQGQGSQRIVRRRUUU212IDQ UGSQ2)() 1(thGSGSDODUUIi)(SDDQDDDSQRRIVU柵極電流為柵極電流為0增強型增強型MOSMOS管的電流方程管的電流方程靜態(tài)工作點分析靜態(tài)工作點分析靜態(tài)分析小結(jié)靜態(tài)分析小結(jié)n利用場效應(yīng)管柵極電流為利用場效應(yīng)管柵極電流為0，得到柵源電壓，得到柵源電壓與漏極電流之間關(guān)系式。與漏極電流之間關(guān)系式。n列出場效應(yīng)管在恒流區(qū)的電流方程。列出場效應(yīng)管在恒流區(qū)的電流方程。n 聯(lián)

28、立上述兩方程，求解聯(lián)立上述兩方程，求解UGSQ和和IDQ，并，并推算推算UDSQ。n注意解算后應(yīng)使得管子工作在恒流區(qū)。注意解算后應(yīng)使得管子工作在恒流區(qū)。例例3-1 自給偏壓電路中自給偏壓電路中,已知場效應(yīng)管的輸出特性已知場效應(yīng)管的輸出特性, 用圖解法確定用圖解法確定Q點點VVKRKRMRDDDSG20,18,2,10DDSDDDSVRRiu)(1) (1) 根據(jù)輸出回路方程作根據(jù)輸出回路方程作直流負(fù)載線直流負(fù)載線MNMN(2) (2) 根據(jù)直流負(fù)載線與各輸根據(jù)直流負(fù)載線與各輸出曲線的交點出曲線的交點a a、b b、c c、d d、e e所對應(yīng)的所對應(yīng)的iDiD和和uGSuGS的值作轉(zhuǎn)移的值作轉(zhuǎn)

29、移特性特性（4 4源極負(fù)載線與轉(zhuǎn)移特性曲線的交點為源極負(fù)載線與轉(zhuǎn)移特性曲線的交點為Q Q點點SDGSRiuQQ0.750.3712.5GSQDQDSQUVImAUV (3) (3) 根據(jù)輸入回路方程作源極負(fù)載線根據(jù)輸入回路方程作源極負(fù)載線OLOL122,47,10,2,30,18 ,10.5GGGSDDDGS offDSSRMRkRMRkRkVVUVImA （）例: 圖示電路中，場效應(yīng)管的，求靜態(tài)工作點QsDQDDGGGSQGQGSQRIVRRRUUU212DQGSQGSQDQIUUI24 . 0)1 (5 . 02120.31,1.59DQDQImA ImA2()(1)GSQDQDSSGS

30、offUIIU12()0.22 ,2.78 (,)GSQGSQGS offUV UVU 舍去()8.1DSQDDDQSDUVIRRV3.2.2 用微變等效電路法分析場效應(yīng)管放大用微變等效電路法分析場效應(yīng)管放大電路的動態(tài)參數(shù)電路的動態(tài)參數(shù) 場效應(yīng)管的交流低頻小信號模型場效應(yīng)管的交流低頻小信號模型),(DSGSDuufidsUDSDmUGSDruiguiGSDS1令DSUDSDGSUGSDDuuiuuiiGSDSddd求全微分求全微分dsdsgsmdUrUgI1則低頻小信號模型低頻小信號模型dsdsgsmdUrUgI1rdsMOSMOS管簡化交流等效模型管簡化交流等效模型sdg. . .UgsUg

31、sgmUggmUgs ssdg. . .UgsUgsgmUggmUgs s增強型增強型MOSMOS：2)() 1(thGSGSDODUUIigm的計算的計算mDO DQGS(th)2gIIU耗盡型耗盡型MOSMOS及結(jié)型及結(jié)型FETFET2()(1)GSDDSSGS offuiIU()2mDSSDQGS offgIIU應(yīng)用微變等效電路分析法分析應(yīng)用微變等效電路分析法分析場效應(yīng)管放大電路場效應(yīng)管放大電路（共源放大電路（共源放大電路 1) 1)靜態(tài)分析：靜態(tài)分析： 自給偏置電路自給偏置電路微變等效電路微變等效電路 電壓增益電壓增益LDLLmgsLgsmgsLdiOuRRRRgURUgURIUUA/2 2動態(tài)分析：動態(tài)分析：GiRR 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻DoRR 例例3-3圖示電路圖示電路, 計算、和，知計算、和，知12300,100,2