模電第05章場(chǎng)效應(yīng)管放大電路(康華光)

第五章場(chǎng)效應(yīng)管放大電路重點(diǎn)：1.掌握?qǐng)鲂?yīng)管的工作原理、特性曲線；2.學(xué)會(huì)判斷場(chǎng)效應(yīng)管的工作狀態(tài)；

3.掌握?qǐng)鲂?yīng)管放大電路(特別是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET放大電路)的分析方法。1FET分類:

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道場(chǎng)效應(yīng)管簡(jiǎn)介——場(chǎng)效應(yīng)管(FieldEffectTransistor，簡(jiǎn)稱FET)BJT(三極管)是一種電流控制元件(iB~iC)。工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，所以能耗大，溫度特性差。FET是一種電壓控制器件(uGS~iD)。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號(hào)源提供電流，所以它能耗小，輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。2§5.1金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管——MOS場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管:MetalOxide

SemiconductorFET,簡(jiǎn)稱MOSFET一.N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管1.結(jié)構(gòu)SiO2絕緣層金屬電極P型硅襯底高摻雜N區(qū)耗盡層(PN結(jié))2、符號(hào)gsdb33.N溝道增強(qiáng)型MOSFET的放大原理

共源極接法的接線：gsd+uGS-igiD+UCC-+uDS-經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明:(1)柵極電流ig≈0由于柵極是絕緣的,輸入電阻很高,最高可達(dá)1014,因此柵極電流ig≈0

。(2)當(dāng)柵源電壓uGS變化,漏源電壓uDS

=constant>0時(shí):uGS

≤UT(開啟電壓)

:漏極電流iD=0uGS

>UT:uGS越大,iD越大——互導(dǎo)放大作用(3)當(dāng)漏源電壓UDS變化,柵源電壓uGS=constant>UT時(shí):uDS=0:iD=00<uDS

<(uGS-UT)

:uDS越大,iD越大uDS

>(uGS-UT):uDS越大,iD基本不變,且iD=Kn(uGS-UT)24gsd+uGS-igiD+UCC-+uDS-4.N溝道增強(qiáng)型MOSFET的內(nèi)部微觀原理(1)當(dāng)漏源電壓uDS=常數(shù)>0時(shí)若柵源電壓uGS≤0：由圖可見,漏極d和源極s之間是兩個(gè)背靠背的PN結(jié),總有一個(gè)PN結(jié)反向偏置,d~s之間不通,iD=0

。–uGS+–uDS+sgdbuGS+–UCC+–b5uGS+–UCC+–b柵極g與P區(qū)之間產(chǎn)生電場(chǎng),但d~s之間未形成導(dǎo)電溝道(感生溝道),即使d~s間加正向電壓,仍然沒有電流產(chǎn)生,iD=0。若0≤uGS≤UT(開啟電壓):若uGS>UT:縱向電場(chǎng)足夠大→將P區(qū)少子電子聚集到P區(qū)表面→形成導(dǎo)電溝道。

uGS愈高，導(dǎo)電溝道愈寬，相同uDS條件下id越大。N型導(dǎo)電溝道當(dāng)d~s間加電壓后,將有漏極電流id產(chǎn)生。6(2)當(dāng)柵源電壓uGS=constant>UT時(shí)uGS+–UCC+–b若vDS溝道電位梯度靠近漏極d處的電位升高電場(chǎng)強(qiáng)度減小溝道變薄整個(gè)溝道呈楔形分布。此時(shí),vDSiD當(dāng)vDS增加到使uDS

=(uGS-UT)時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。在預(yù)夾斷處：uDS

=(uGS-UT)預(yù)夾斷后，vDS夾斷區(qū)延長(zhǎng)溝道電阻iD基本不變(3)由于柵極G與D、B、S是絕緣的，柵極電流ig≈0輸入電阻：ri＝uGS/ig，很高，最高可達(dá)1014。75、特性曲線UDSUGS/開啟電壓UTgsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD有導(dǎo)電溝道無導(dǎo)電溝道(1)轉(zhuǎn)移特性曲線(iDuGS/uDS=constant)——低頻跨導(dǎo)(斜率)

,表示在恒流區(qū)工作時(shí)uGS對(duì)iD的控制能力，固定參數(shù)，類似三極管的8ID/mAUDS/VUGS=4V可變電阻區(qū)截止區(qū)(2)漏極特性曲線(iDuDS/uGS=constant)UGS=6VUGS=5VUGS=3VUGS=2VUGS=UT恒流區(qū)飽和區(qū)預(yù)夾斷軌跡:uDS=uGS-UTgsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD96.工作區(qū)域的特點(diǎn)及其工作區(qū)域判斷gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RDID/mAUDS/VUGS=4V截止區(qū)UGS=6VUGS=5VUGS=3VUGS=2VUGS=UT(1)截止區(qū)(uGS＜UT區(qū)域)判斷：uGS＜UT特點(diǎn)：iD＝0這時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D、S端相當(dāng)于:一個(gè)斷開的開關(guān)。10(2)可變電阻區(qū)(uDS≤uGS-UT區(qū)域)判斷:uDS≤uGS-UT且uGS

>UT

特點(diǎn):rds是一個(gè)受uGS控制的可變電阻uGS越大,rds越小。當(dāng)UGS足夠大(如:uGS

＝uCC)時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D~S端相當(dāng)于:一個(gè)接通的開關(guān)。gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RDID/mAUDS/VUGS=4V可變電阻區(qū)UGS=6VUGS=5VUGS=3VUGS=2VUGS=UT11(3)恒流區(qū)(飽和區(qū),相當(dāng)于BJT放大區(qū))判斷:UDS≥uGS-UT且UGS＞UT特點(diǎn):uDS＝uCC-iDRD

iD=Kn(uGS-UT)2=IDO(uGS/UT-1)2IDO=KnUT2——vGS＝2VT時(shí)的iDID/mAUDS/VUGS=4VUGS=6VUGS=5VUGS=3VUGS=2VUGS=UT恒流區(qū)飽和區(qū)gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD可見:若uGS恒定,則iD恒定——恒流源特點(diǎn)這時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D~S端相當(dāng)于:一個(gè)受uGS控制的恒流源12N型襯底P+P+GSD2、符號(hào)二.P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管1.結(jié)構(gòu)3.P溝道增強(qiáng)型MOSFET的放大原理分析方法與N溝道增強(qiáng)型相同，只不過須將所有的電壓電流方向、大于小于號(hào)方向反過來。其特性曲線如P237所示。13GSD2.符號(hào)三.N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管如果MOS管在制造時(shí)導(dǎo)電溝道就已形成，稱為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管。1.結(jié)構(gòu)SiO2絕緣層中摻有正離子感應(yīng)出N型導(dǎo)電溝道14經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明:(1)柵極電流ig≈0(2)當(dāng)柵源電壓uGS變化,漏源電壓uDS

=constant>0時(shí):uGS

≤UP(夾斷電壓,UP＜0)

:漏極電流iD=0uGS

>UP:uGS越大,iD越大——互導(dǎo)放大作用(3)當(dāng)漏源電壓UDS變化,柵源電壓uGS=constant>UP時(shí):0<uDS

<(uGS-UP)

:uDS越大,iD越大uDS>(uGS-UP):uDS越大,iD恒定,且iD=IDSS(1-uGS/UP)23.N溝道耗盡型MOSFET的放大原理共源極接法的接線：gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD15

4.N溝道增強(qiáng)型MOSFET的內(nèi)部微觀原理(1)當(dāng)uGS變化,uDS

=constant>0時(shí)由于制造時(shí)已經(jīng)形成了溝道，所以在uGS=0時(shí),若漏–源之間加上一定的電壓uDS,也會(huì)有漏極電流ID產(chǎn)生。

當(dāng)UGS>0時(shí),使導(dǎo)電溝道變寬,ID增大;當(dāng)UGS<0時(shí),使導(dǎo)電溝道變窄,ID減小;UGS負(fù)值愈高,溝道愈窄,ID就愈小。當(dāng)UGS(=UP)達(dá)到一定負(fù)值時(shí),N型導(dǎo)電溝道消失，ID=0，稱為場(chǎng)效應(yīng)管處于夾斷狀態(tài)(即截止)。這時(shí)的UGS稱為夾斷電壓，用UP表示。16(2)當(dāng)uDS變化,uGS

=constant>UP時(shí)若vDS整個(gè)溝道呈楔形分布。此時(shí)若vDSiD當(dāng)vDS增加到使uDS

=(uGS-UP)時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。在預(yù)夾斷處：uDS

=(uGS-UP)預(yù)夾斷后，vDS夾斷區(qū)延長(zhǎng)溝道電阻ID基本不變工作原理總結(jié)：當(dāng)uGS=0時(shí)，就有溝道，加入uDS，就有iD。當(dāng)uGS＞0時(shí)，溝道增寬，iD進(jìn)一步增加。當(dāng)uGS＜0時(shí)，溝道變窄，iD減小。夾斷電壓UP——溝道剛剛消失所需的柵源電壓uGS。17(1)轉(zhuǎn)移特性曲線(iDuGS/uDS=constant)耗盡型的MOS管UGS=0時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓到一定值時(shí)才能夾斷。gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD夾斷電壓UPIDSSID/mAUGS/V481216-3–2–1012飽和漏極電流5、特性曲線——低頻跨導(dǎo)

,表示在恒流區(qū)工作時(shí)uGS對(duì)iD的控制能力，固定參數(shù)，類似三極管的18UGS=4VUGS=2VUGS=-2VUGS=-4VUGS=UP0UDS/VID/mA16128448121620(2)漏極特性曲線(iDuDS/uGS=constant)UGS=0可變電阻區(qū)截止區(qū)恒流區(qū)飽和區(qū)預(yù)夾斷軌跡:uDS=uGS-UPgsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD夾斷電壓UP——結(jié)型和耗盡型MOS管的固定參數(shù)注意：UP＜0由于柵極G與D、B、S是絕緣的，柵極電流ig≈019(1)截止區(qū)判斷：UGS＜UP特點(diǎn)：iD＝0這時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D、S端相當(dāng)于:一個(gè)斷開的開關(guān)。UGS=4VUGS=2VUGS=-2VUGS=-4VUGS=UP0UDS/VID/mA16128448121620UGS=0截止區(qū)gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD6.工作區(qū)域的特點(diǎn)及其工作區(qū)域判斷20(2)可變電阻區(qū)判斷：UGS≥UP,

UDS≤uGS-UP特點(diǎn):rds是一個(gè)受uGS控制的可變電阻uGS越大,rds越小。當(dāng)UGS足夠大(如:uGS＝0~uCC)時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D~S端相當(dāng)于:一個(gè)接通的開關(guān)。UGS=4VUGS=2VUGS=-2VUGS=-4VUGS=UP0UDS/VID/mA16128448121620UGS=0可變電阻區(qū)gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD21(3)恒流區(qū)(飽和區(qū)、放大區(qū))判斷:UGS≥UP,UDS≥uGS-UP特點(diǎn):uDS＝uCC-iDRDiD=IDSS(1-uGS/UP)2IDSS=KnUP2——vGS＝0時(shí)的iD可見：若uGS恒定,則iD恒定——恒流源特點(diǎn)這時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D~S端相當(dāng)于:一個(gè)受uGS控制的恒流源UGS=4VUGS=2VUGS=-2VUGS=-4VUGS=UP0UDS/VID/mA16128448121620UGS=0恒流區(qū)飽和區(qū)gsd+uGS-+uDS-igiD+uCC-RD22四.P溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管GSD感應(yīng)出P型導(dǎo)電溝道SiO2絕緣層中摻有負(fù)離子分析方法與N溝道耗盡型相同，只不過須將所有的電壓電流方向、大于小于號(hào)方向反過來。其特性曲線如P237所示。2、符號(hào)1、結(jié)構(gòu)23耗盡型GSDGSD增強(qiáng)型N溝道P溝道GSDGSDN溝道P溝道G、S之間加一定電壓才形成導(dǎo)電溝道在制造時(shí)就具有原始導(dǎo)電溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管總結(jié)24——結(jié)型和耗盡型MOS管的參數(shù)五、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1、直流參數(shù)(1)直流輸入電阻RGS——柵源間的等效電阻。由于MOS管柵源間有sio2絕緣層，輸入電阻可達(dá)109～1015。(2)開啟電壓UT

：——增強(qiáng)型MOS管的參數(shù)(3)夾斷電壓UP

：(4)飽和漏電流IDSS:2、交流參數(shù)(1)輸出電阻rds

NMOS增強(qiáng)型當(dāng)不考慮溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)，＝0，rds→∞25(2)低頻跨導(dǎo)gm:——表示柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力——類似三極管的3、極限參數(shù)(1)最大漏極電流IDM

;(2)耗散功率PDM;(3)最大漏源電壓V（BR）DS

;(4)最大柵源電壓V（BR）GS

。增強(qiáng)型：根據(jù)iD=Kn(vGS-VT)2求出:=2Kn(vGS-VT)耗盡型、結(jié)型：根據(jù)iD=IDSS(1-uGS/UP)2求出:=-IDSS(1-uGS/UP)/UP26場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較電流控制電壓控制控制方式電子和空穴兩種載流子同時(shí)參與導(dǎo)電載流子電子或空穴中一種載流子參與導(dǎo)電類型

NPN和PNPN溝道和P溝道放大參數(shù)

rce很高

rds很高輸出電阻輸入電阻較低較高雙極型三極管單極型場(chǎng)效應(yīng)管熱穩(wěn)定性差好制造工藝較復(fù)雜簡(jiǎn)單，成本低對(duì)應(yīng)電極

B—E—CG—S—D27Rg1Rg2RdRVDD-VSS§5.2MOSFET放大電路MOSFET放大電路也有3種接法:共源極,共漏極,共柵極。一.共源極放大電路(帶源極電阻的)1.電路2.靜態(tài)分析——求vi=0時(shí)(直流電源單獨(dú)作用時(shí))VGS,ID

,VDS直流通道：+VGS–ID+VDS–28Rg1Rg2RdRVDD-VSS+VGS–ID+VDS–ID=Kn(VGS-VT)2——根據(jù)上兩式解出VGS、IDVDS=VDD+VSS-ID(Rd+R

)由上面計(jì)算結(jié)果可判斷出：當(dāng)VDS

>(VGS-VT)時(shí)，MOSFET處在飽和區(qū)(放大區(qū))。這時(shí)：=2Kn(vGS-VT)293.動(dòng)態(tài)分析————求vS單獨(dú)作用時(shí)Av,ri,ro(1)MOSFET的小信號(hào)模型①分析動(dòng)態(tài)②信號(hào)很?、僦械皖l等效①分析動(dòng)態(tài)②信號(hào)很?、俑哳l等效+vgs-+vds-gmvgsrdsiddgs30(2)帶源極電阻共源極放大電路的小信號(hào)模型+vgs-Rg1rdsRLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2Rd31(3)電壓增益Av+vgs-Rg1rdsRLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2Rdvi=vgs+vso32當(dāng)rds≈時(shí)：+vgs-Rg1rdsRLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2Rd(4)輸入電阻Ri=Rg1//Rg2(5)純電壓增益Avs33(6)輸出電阻求輸出電阻的圖:+vgs-Rg1rdsRLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2Rdvso=0-vgs當(dāng)rds≈時(shí)：Ro≈Rd+vgs-Rg1rdsRSgmvgsRRg2Rdi+

v

-vgs+vso=034二.共漏極放大電路1.電路Rg1Rg2RVDD2.靜態(tài)分析直流通道：+VGS–ID+VDS–VGS=VDD·Rg2/(Rg1+Rg2)-IDRID=Kn(VGS-VT)2VDS=VDD-IDR

gm=2Kn(VGS-VT)353.動(dòng)態(tài)分析(1)共漏極放大電路的小信號(hào)模型+vgs-Rg1rdsRLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg236(2)電壓增益Avvo=gmvgs·(rds//R//RL)vi=vgs+

gmvgs·(rds//R//RL)](3)輸入電阻Ri=Rg1//Rg2+vgs-Rg1rdsRLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg237(4)輸出電阻求輸出電阻的圖:+vgs-Rg1rdsRLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2+vgs-Rg1rdsRSgmvgsRRg2+

v-ivgs+v=0vgs=-v求Ro圖38三.N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

1.自給偏壓式偏置電路(1)電路組成+UDD

RSCSC2C1RDRGT+ui_+uo_(2)靜態(tài)分析UGS

=–RSIS

=–RSIDID=IDSS(1-UGS/UP)2根據(jù)上兩式解出UGS、ID。UDS=

UDD–ID(RD+RS)直流通路+UDS-+UDD

RSRDRGIS

+UGS-由于靜態(tài)時(shí)柵源電壓UGS是由場(chǎng)效應(yīng)管自身的電流提供的:UGS

=–RSIS=–RSID——故稱自給偏壓。注意:增強(qiáng)型MOS管因UGS=0時(shí),ID0,故不能采用自給偏壓式電路。39(3)動(dòng)態(tài)分析+vgs-RLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRGRD+UDD

RSCSC2C1RDRGT+ui_+uo_小信號(hào)電路電壓增益Avvo=-gmvgs·(Rd//RL)vi=vgsAv=vo/vi=-

gm·(Rd//RL)輸入電阻Ri=RG輸出電阻Ro=RD40已知UDD=20V、RD=3k、RS=1k、RG=500k、UP=–4V、IDSS=8mA，確定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：UGS

=–RSID

=–1IDID=IDSS(1-UGS/UP)2=8[1-UGS/(–4)]2解出UGS1=

–2V、UGS2=

–8V、ID1=2mA、ID2=8mA因UGS2<UP,故舍去，所求靜態(tài)解為:UGS=

–2V,ID=2mAUDS=20

–2(3+1)=12V+UDD

RSCSC2C1RDRGT+ui_+uo_例1412.分壓式偏置電路(1)靜態(tài)分析+UDD

RCSC2C1RG1RDRG2RGRL+ui–+uo–UDS=

UDD–ID(RD+R)流過

RG的電流為零+UDD

RRG1RDRG2RG+VGS–ID+VDS–42(2)動(dòng)態(tài)分析小信號(hào)電路電壓增益Avvo=-gmvgs·(Rd//RL)vi=vgsAv=vo/vi=-

gm·(Rd//RL)輸入電阻Ri=RG+RG1//RG2輸出電阻Ro=RDRG是為了提高輸入電阻ri而設(shè)置的。+UDD

RCSC2C1RG1RDRG2RGRL+ui–+uo–+vgs-RLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRDRG1RG2RG433.源極輸出器+UDD

RC2C1RG1RG2RGRL+ui–+uo–+(1)靜態(tài)分析UDS=

UDD–IDR流過

RG的電流為零+UDD

RRG1RG2RG直流通路44(2)動(dòng)態(tài)分析小信號(hào)電路+UDD

RC2C1RG1RG2RGRL+ui–+uo–++vgs-RLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRG1RG2Rg3電壓增益Avvo=gmvgs·(R//RL)vi=vgs+

gmvgs·(R//RL)]輸入電阻Ri=RG+RG1//RG245輸出電阻求輸出電阻的圖:vgs+v=0vgs=-v求Ro圖+vgs-RLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRG1RG2Rg3+vgs-RSgmvgsRRG1RG2Rg3+

v-i462、符號(hào)gsdp+p+漏極d源極s柵極gN§5.3結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET一.N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1、結(jié)構(gòu)——兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道。3.N溝道JFET的放大原理(以共源極接法為例)

N溝道增強(qiáng)型JFET共源極接法的接線：+uGS-gsd+uDS-igiD+uCC-RD經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明:(1)柵極電流ig≈0(2)當(dāng)柵源電壓uGS變化,漏源電壓uDS

=constant>0時(shí):uGS

≤UP(夾斷電壓,UP＜0)

:漏極電流iD=0uGS

>UP:uGS越大,iD越大——互導(dǎo)放大作用(3)當(dāng)漏源電壓UDS變化,柵源電壓uGS=constant>UP時(shí):0<uDS

<(uGS-UP)

:uDS增大,iD線性越大uDS>(uGS-UP):uDS越大,iD恒定;且iD=Kn(uGS-UP)2=IDSS(1-uGS/UP)2484.N溝道JFET的內(nèi)部微觀原理(1)當(dāng)柵源電壓uGS變化,漏源電壓uDS=0時(shí)夾斷電壓UP——使導(dǎo)電溝道完全合攏(消失)所需要的柵源電壓vGS。當(dāng)vGS＜0時(shí)當(dāng)溝道夾斷時(shí),對(duì)應(yīng)的柵源電壓vGS稱為夾斷電壓VP。PN結(jié)反偏耗盡層加厚溝道變窄當(dāng)vGS＞0時(shí)PN結(jié)正偏耗盡層變薄N溝道變寬,這時(shí)若uDS≥0,則iD≥049(2)當(dāng)柵源電壓uGS=constant＞VP,漏源電壓uDS變化時(shí)由于uGS＞VP,所以導(dǎo)電溝道未夾斷。a、當(dāng)uDS=0時(shí),iD=0。b、當(dāng)uDS↑→iD↑→靠近漏極處的耗盡層加寬,溝道變窄,呈楔形分布。c、當(dāng)uDS,使vGD=vGS-vDS=VP

(即vDS=vGS-VP)時(shí),在靠漏極處夾斷——預(yù)夾斷。預(yù)夾斷前,uDS↑→iD↑。預(yù)夾斷后,uDS↑→iD幾乎不變。d、uDS再↑→預(yù)夾斷點(diǎn)下移→夾斷區(qū)延長(zhǎng)→溝道電阻→

iD基本不變505、N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線(1)轉(zhuǎn)移特性曲線(iDuGS/uDS=constant)夾斷電壓UPIDSSID/mAUGS/V1234-3–2–10飽和漏極電流柵極電流ig≈0IDSS、UP——結(jié)型和耗盡型MOS管的固定參數(shù)注意：UP＜0+uGS-gsd+uDS-igiD+uCC-RD51(2)輸出特性曲線(iDuDS/uGS=constant)UGS=-1VUGS=-2VUGS=UP0UDS/VID/mA432148121620UGS=0預(yù)夾斷軌跡:uDS=uGS-UP可變電阻區(qū)恒流區(qū)截止區(qū)+uGS-gsd+uDS-igiD+uCC-RD526.工作區(qū)域的特點(diǎn)及其工作區(qū)域判斷(1)截止區(qū)判斷：UGS＜UP特點(diǎn)：iD＝0這時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D、S端相當(dāng)于:一個(gè)斷開的開關(guān)。UGS=-1VUGS=-2VUGS=UP0UDS/VID/mA432148121620UGS=0截止區(qū)+uGS-gsd+uDS-igiD+uCC-RD53(2)可變電阻區(qū)(線性區(qū))判斷：vGS＞VP,

vDS≤vGS-VP特點(diǎn):rds是一個(gè)受uGS控制的可變電阻uGS越大,rds越小。當(dāng)UGS足夠大(如:uGS＝0~uCC)時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D~S端相當(dāng)于:一個(gè)接通的開關(guān)。UGS=-1VUGS=-2VUGS=UP0UDS/VID/mA432148121620UGS=0可變電阻區(qū)+uGS-gsd+uDS-igiD+uCC-RD54(3)恒流區(qū)(飽和區(qū)、放大區(qū))判斷:UGS＞VP,vDS＞vGS-VP特點(diǎn):uDS＝uCC-iDRDUGS=-1VUGS=-2VUGS=UP0UDS/VID/mA432148121620UGS=0恒流區(qū)+uGS-gsd+uDS-igiD+uCC-RD若uGS恒定,則iD恒定——恒流源特點(diǎn)這時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管D、S端相當(dāng)于:一個(gè)受電壓控制的恒流源55gds二.P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1.符號(hào)2.分析方法P溝道分析方法與N溝道耗盡型相同，只不過須將所有的電壓電流方向、大于小于號(hào)方向反過來。三.JFET的參數(shù)——與耗盡型MOS管的參數(shù)相同。漏極源極柵極56四.共源極JFET放大電路1.電路2.靜態(tài)分析直流通道：VGS=VDD·Rg2/(Rg1+Rg2)-IDRID=IDSS(1-VGS/Vp)2VDS=VDD-ID(Rd+R)gm=-2IDSS(1-VGS/Vp)/VpRg1Rg2RVDDRd+VGS–ID+VDS–573.動(dòng)態(tài)分析(1)JFET的小信號(hào)模型等效+vgs-+vds-gmvgsrdsiddgsgsd+vgs-+vds-idrds=幾百k,很大+vgs-+vds-gmvgsiddgs①分析動(dòng)態(tài)②信號(hào)很小③中低頻等效①分析動(dòng)態(tài)②信號(hào)很?、鄹哳l等效58(2)JFET共源極放大電路的小信號(hào)模型+vgs-Rg1RLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2RdRg359+vgs-Rg1RLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2RdRg3(2)電壓增益Avvo=-gmvgs·(Rd//RL)vi=vgs+

gmvgs·R(3)輸入電阻Ri=Rg3+Rg1//Rg260(6)輸出電阻求輸出電阻的圖:vso=0-vgs=gmvgsRRo≈Rdvgs+vso=0+vgs-Rg1RLRS+

vS-+vi-iiid+

vo-gmvgsRRg2RdRg3+vgs-Rg1RSidgmvgsRRg2RdRg3i+

v

-vgs=061五.典型JFET放大電路1.自偏壓電路注意:該電路產(chǎn)生負(fù)的柵源電壓,所以只能用于需要負(fù)柵源電壓的電路。UGS=-IDRID=IDSS(1-VGS/Vp)2可解出Q點(diǎn)的UGS、ID再求:UDS=VDD-ID(Rd+R)(1)靜態(tài)分析直流通道：+VGS–ID+VDS–62(2)動(dòng)態(tài)分析+vgs-RLRS+

vS-+v