《場效應(yīng)管及其應(yīng)用》教學(xué)課件

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場效應(yīng)管按構(gòu)造分為結(jié)型場效應(yīng)管和絕緣柵型場效應(yīng)管兩類。

1.結(jié)型場效應(yīng)管的構(gòu)造及工作原理1)根本構(gòu)造及符號如圖3.1(a)所示,在一塊N型硅半導(dǎo)體兩側(cè)制作兩個P型區(qū)域,形成兩個PN結(jié),把兩個P型區(qū)相連后引出一個電極,稱為柵極,用字母G(或g)表示。3.1場效應(yīng)管場效應(yīng)管按構(gòu)

圖3.1結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)與符號圖結(jié)構(gòu);(b)N溝道結(jié)型場效應(yīng)管符號;(c)P溝道結(jié)型場效應(yīng)

圖3.1結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)與2)工作原理圖3.2表示的是結(jié)型場效應(yīng)管施加偏置電壓后的接線圖。

2．特性曲線場效應(yīng)管的特性曲線分為轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線。1)轉(zhuǎn)移特性在uDS一定時,漏極電流iD與柵源電壓uGS之間的關(guān)系稱為轉(zhuǎn)移特性。即(3.1)2)工作原理(3.1)圖3.2N溝道結(jié)型場效應(yīng)管工作原理

圖3.2N溝道結(jié)型場效應(yīng)管工作原理圖3.3N溝道結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性曲線圖3.3N溝道結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性曲線

2)輸出特性輸出特性是指柵源電壓uGS一定,漏極電流iD與漏極電壓uDS之間的關(guān)系,即

在UGS(off)≤uGS≤0的范圍內(nèi),漏極電流iD與柵極電壓uGS的關(guān)系為(3.2)(3.3)2)輸出特性

圖3.4N溝道結(jié)型場效應(yīng)管輸出特性曲線圖3.4N溝道結(jié)型場效應(yīng)管輸出特性

1.增強型絕緣柵場效應(yīng)管的構(gòu)造及工作原理1)構(gòu)造及符號2)工作原理

圖3.5增強型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖(a)N溝道結(jié)構(gòu)圖;(b)N溝道符號;(c)P溝道符號

圖3.6N溝道增強型MOS管工作原理圖3.6N溝道增強型MOS管工作原理3)特性曲線〔1〕N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖3.7(a)所示。在uGS≥UGS〔th〕時,iD與uGS的關(guān)系可用下式表示:

(3.4)其中ID0是uGS=2UGS（th）時的iD值。（2）N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)管的輸出特性曲線如圖3.7（b）所示。3)特性曲線(3.4)圖3.7N溝道增強型場效應(yīng)管特性曲線（a）轉(zhuǎn)移特性;（b）輸出特性圖3.7N溝道增強型場效應(yīng)管特性曲線2.耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管的構(gòu)造及工作原理圖3.8為N溝道耗盡型場效應(yīng)管的構(gòu)造圖。其構(gòu)造與增強型場效應(yīng)管的構(gòu)造相似,不同的是這種管子在制造時,就在二氧化硅絕緣層中摻入了大量的正離子。2.耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管

圖3.8耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖(a)N溝道結(jié)構(gòu)圖;（b）N溝道符號;（c）P溝道符號

圖3.8耗盡型MOS圖3.9N溝道耗盡型場效應(yīng)管特性曲線〔a〕轉(zhuǎn)移特性;〔b〕輸出特性

在uGS≥UGS（off）時,iD與uGS的關(guān)系可用下式表示:(3.5)圖3.9N溝道耗盡型場效應(yīng)管特性曲線

1．主要參數(shù)1〕夾斷電壓UGS〔off〕或開啟電壓UGS〔th〕2〕飽和漏極電流IDSS3〕漏源擊穿電壓U〔BR〕DS4)柵源擊穿電壓U〔BR〕GS5〕直流輸入電阻RGS6〕最大耗散功率PDM7〕跨導(dǎo)gm在uDS為定值的條件下,漏極電流變化量與引起這個變化的柵源電壓變化量之比,稱為跨導(dǎo)或互導(dǎo),即

(3.6)(3.6)2．檢測及使用本卷須知

1〕檢測

結(jié)型效應(yīng)管可用萬用表判別其管腳和性能的優(yōu)劣?！?〕管腳的判別〔2〕質(zhì)量判定2〕本卷須知〔1〕MOS管柵、源極之間的電阻很高,使得柵極的感應(yīng)電荷不易泄放,因極間電容很小,故會造成電壓過高使絕緣層擊穿?！?〕有些場效應(yīng)晶體管將襯底引出,故有4個管腳,這種管子漏極與源極可互換使用?！?〕使用場效應(yīng)管時各極必須加正確的工作電壓。2．檢測及使用本卷須知

〔4〕在使用場效應(yīng)管時,要注意漏源電壓、漏源電流及耗散功率等,不要超過規(guī)定的最大允許值?！?〕在使用場效應(yīng)管時,要注意漏3.2場效應(yīng)管及其放大電路

與三極管一樣,根據(jù)輸入、輸出回路公共端選擇不同,將場效應(yīng)管放大電路分成共源、共漏和共柵三種組態(tài)。本節(jié)主要介紹常用的共源和共漏兩種放大電路。

1.電路組成及直流偏置

3.2場效應(yīng)管及其放大電路

圖3.10場效應(yīng)管共源放大電路圖3.10場效應(yīng)管共源放大電路由于柵極電阻上無直流電流,因而(3.7)(3.8)由于柵極電阻上無直流電流,因而

圖3.11分壓偏置式共源放大電路圖3.11分壓偏置式共源放大電路場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)工作點可用式〔3.4〕或式〔3.5〕與式〔3.7〕或式〔3.8〕聯(lián)立求出UGSQ和IDQ,漏源電壓UDSQ由下式求得:(3.9)

2.動態(tài)分析放大電路的動態(tài)參數(shù)可由微變等效電路求出。1）場效應(yīng)管的微變等效電路

2）共源放大電路的微變等效電路場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)工作點可用圖3.12場效應(yīng)管微變等效電路圖3.12場效應(yīng)管微〔1〕電壓放大倍數(shù):(3.10)（2）輸入電阻:

(3.11)

（3）輸出電阻:

(3.12)〔1〕電壓放大倍數(shù):(3.10)

圖3.13共源放大電路的微變等效電路圖3.13共源放大電路的微

共漏放大電路又稱源極輸出器。電路如圖3.15所示。由圖3.15〔b〕可得:(3.13)(3.14)(3.15)(3.13)(3.14)(《場效應(yīng)管及其應(yīng)用》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！《場效應(yīng)管及其應(yīng)用》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使3.1場效應(yīng)管

場效應(yīng)管按構(gòu)造分為結(jié)型場效應(yīng)管和絕緣柵型場效應(yīng)管兩類。

1.結(jié)型場效應(yīng)管的構(gòu)造及工作原理1)根本構(gòu)造及符號如圖3.1(a)所示,在一塊N型硅半導(dǎo)體兩側(cè)制作兩個P型區(qū)域,形成兩個PN結(jié),把兩個P型區(qū)相連后引出一個電極,稱為柵極,用字母G(或g)表示。3.1場效應(yīng)管場效應(yīng)管按構(gòu)

圖3.1結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)與符號圖結(jié)構(gòu);(b)N溝道結(jié)型場效應(yīng)管符號;(c)P溝道結(jié)型場效應(yīng)

圖3.1結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)與2)工作原理圖3.2表示的是結(jié)型場效應(yīng)管施加偏置電壓后的接線圖。

2．特性曲線場效應(yīng)管的特性曲線分為轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線。1)轉(zhuǎn)移特性在uDS一定時,漏極電流iD與柵源電壓uGS之間的關(guān)系稱為轉(zhuǎn)移特性。即(3.1)2)工作原理(3.1)圖3.2N溝道結(jié)型場效應(yīng)管工作原理

圖3.2N溝道結(jié)型場效應(yīng)管工作原理圖3.3N溝道結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性曲線圖3.3N溝道結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性曲線

2)輸出特性輸出特性是指柵源電壓uGS一定,漏極電流iD與漏極電壓uDS之間的關(guān)系,即

在UGS(off)≤uGS≤0的范圍內(nèi),漏極電流iD與柵極電壓uGS的關(guān)系為(3.2)(3.3)2)輸出特性

圖3.4N溝道結(jié)型場效應(yīng)管輸出特性曲線圖3.4N溝道結(jié)型場效應(yīng)管輸出特性

1.增強型絕緣柵場效應(yīng)管的構(gòu)造及工作原理1)構(gòu)造及符號2)工作原理

圖3.5增強型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖(a)N溝道結(jié)構(gòu)圖;(b)N溝道符號;(c)P溝道符號

圖3.6N溝道增強型MOS管工作原理圖3.6N溝道增強型MOS管工作原理3)特性曲線〔1〕N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖3.7(a)所示。在uGS≥UGS〔th〕時,iD與uGS的關(guān)系可用下式表示:

(3.4)其中ID0是uGS=2UGS（th）時的iD值。（2）N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)管的輸出特性曲線如圖3.7（b）所示。3)特性曲線(3.4)圖3.7N溝道增強型場效應(yīng)管特性曲線（a）轉(zhuǎn)移特性;（b）輸出特性圖3.7N溝道增強型場效應(yīng)管特性曲線2.耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管的構(gòu)造及工作原理圖3.8為N溝道耗盡型場效應(yīng)管的構(gòu)造圖。其構(gòu)造與增強型場效應(yīng)管的構(gòu)造相似,不同的是這種管子在制造時,就在二氧化硅絕緣層中摻入了大量的正離子。2.耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管

圖3.8耗盡型MOS管結(jié)構(gòu)及符號圖(a)N溝道結(jié)構(gòu)圖;（b）N溝道符號;（c）P溝道符號

圖3.8耗盡型MOS圖3.9N溝道耗盡型場效應(yīng)管特性曲線〔a〕轉(zhuǎn)移特性;〔b〕輸出特性

在uGS≥UGS（off）時,iD與uGS的關(guān)系可用下式表示:(3.5)圖3.9N溝道耗盡型場效應(yīng)管特性曲線

1．主要參數(shù)1〕夾斷電壓UGS〔off〕或開啟電壓UGS〔th〕2〕飽和漏極電流IDSS3〕漏源擊穿電壓U〔BR〕DS4)柵源擊穿電壓U〔BR〕GS5〕直流輸入電阻RGS6〕最大耗散功率PDM7〕跨導(dǎo)gm在uDS為定值的條件下,漏極電流變化量與引起這個變化的柵源電壓變化量之比,稱為跨導(dǎo)或互導(dǎo),即

(3.6)(3.6)2．檢測及使用本卷須知

1〕檢測

結(jié)型效應(yīng)管可用萬用表判別其管腳和性能的優(yōu)劣?！?〕管腳的判別〔2〕質(zhì)量判定2〕本卷須知〔1〕MOS管柵、源極之間的電阻很高,使得柵極的感應(yīng)電荷不易泄放,因極間電容很小,故會造成電壓過高使絕緣層擊穿?！?〕有些場效應(yīng)晶體管將襯底引出,故有4個管腳,這種管子漏極與源極可互換使用?！?〕使用場效應(yīng)管時各極必須加正確的工作電壓。2．檢測及使用本卷須知

〔4〕在使用場效應(yīng)管時,要注意漏源電壓、漏源電流及耗散功率等,不要超過規(guī)定的最大允許值?！?〕在使用場效應(yīng)管時,要注意漏3.2場效應(yīng)管及其放大電路

與三極管一樣,根據(jù)輸入、輸出回路公共端選擇不同,將場效應(yīng)管放大電路分成共源、共漏和共柵三種組態(tài)。本節(jié)主要介紹常用的共源和共漏兩種放大電路。

1.電路組成及直流偏置

3.2場效應(yīng)管及其放大電路

圖3.10場效應(yīng)管共源放大電