模電,場效應(yīng)管放大電路課件

5場效應(yīng)管放大電路教學(xué)要求1、理解場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)特點2、理解場效應(yīng)管的工作原理3、掌握場效應(yīng)管的特性與工作狀態(tài)4、理解場效應(yīng)管的模型5、掌握場效應(yīng)管放大電路的分析方法N溝道P溝道增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)分類：場效應(yīng)管是一種利用電場效應(yīng)(電壓)來控制其導(dǎo)通電流大小的半導(dǎo)體器件。

場效應(yīng)管5.3結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)5場效應(yīng)管放大電路N基底：N型半導(dǎo)體PP兩邊是P+區(qū)G(柵極)S源極D漏極

結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）導(dǎo)電溝道NPPG(柵極)S源極D漏極N溝道結(jié)型場效應(yīng)管DGSDGSJFET管的類型和符號UGSN溝道結(jié)型管的工作原理NGSDUDSNNPPPN結(jié)反偏，UGS越負(fù)則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越窄。NGSDUDSNNPP當(dāng)UGS較小時，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。DS間相當(dāng)于線性電阻。UGS越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大。NGSDUDSNNPPPPUGS達(dá)到一定值時（夾斷電壓VP）,耗盡區(qū)碰到一起，DS間被夾斷，漏極電流ID=0。IDIDUDS0UGS=0V-1V-3V-4V-5V三個工作區(qū)可變電阻區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)恒流區(qū)放大區(qū)N溝道結(jié)型管的特性曲線UGS0IDIDSSVP夾斷電壓飽和漏極電流N溝道結(jié)型管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線：VPN溝道結(jié)型管的特性曲線輸出特性曲線到轉(zhuǎn)移特性曲線的轉(zhuǎn)換：UGS0IDIDSSVP飽和漏極電流夾斷電壓P溝道結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性曲線：IDUDS2VUGS=0V1V3V4V5V可變電阻區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)0P溝道結(jié)型場效應(yīng)管輸出特性曲線：或①夾斷電壓VP：漏極電流約為零時的VGS值。②飽和漏極電流IDSS：VGS=0時對應(yīng)的漏極電流。gm可以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求得:主要參數(shù)③低頻跨導(dǎo)gm：反映vGS對iD的控制作用。習(xí)題：P2515.3.35.3.5課外作業(yè)5.1MOS場效應(yīng)管5場效應(yīng)管放大電路MOS管與JFET的導(dǎo)電機(jī)制和電流控制原理不同：JFET利用耗盡層的寬度改變導(dǎo)電溝道的寬度來控制ID,MOSFET是利用半導(dǎo)體表面的電場效應(yīng)，由感應(yīng)電荷的多少改變導(dǎo)電溝道來控制電流。MOS場效應(yīng)管PNNGSD半導(dǎo)體鋁SiO2絕緣層N溝道MOS場效應(yīng)管Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistorPNNGSDUDDUGSMOS管利用G、S極電壓的大小，改變半導(dǎo)體表面感生電荷的多少，來控制D極電流的大小。N溝道MOS場效應(yīng)管PNNGSDUDDUGSUGS>0時感應(yīng)出電子UGS足夠大時,感應(yīng)出足夠多的電子在襯底表面形成N型薄層,稱為反型層，將兩個N+區(qū)相連通，從而形成N型的導(dǎo)電溝道。N溝道MOS場效應(yīng)管PNNGSDUDDUGSUGS越大,感應(yīng)電子越多，導(dǎo)電溝道越厚，電阻越小。在VDD作用下將有ID產(chǎn)生，一般在漏源電壓作用下開始導(dǎo)電時的柵源電壓叫做開啟電壓。N溝道MOS場效應(yīng)管GSD增強(qiáng)型PNNGSDN溝道增強(qiáng)型MOS管的符號0IDUGSVT轉(zhuǎn)移特性曲線N溝道增強(qiáng)型MOS管的特性曲線PNNGSD予埋了導(dǎo)電溝道N溝道耗盡型MOS管的符號GSD耗盡型

結(jié)構(gòu)與增強(qiáng)型相同，只是絕緣層SiO2中摻有大量的正離子。這樣，當(dāng)VGS=0時,在正離子的作用下，P型襯底上感應(yīng)出較多的電子,形成N溝道。N溝道耗盡型MOS管的工作原理

當(dāng)VGS>0時，PN結(jié)雖處于正向偏置，但絕緣層的存在不會產(chǎn)生正向電流，而是在溝道中感應(yīng)出更多的負(fù)電荷，在VDS作用下ID更大。N溝道耗盡型MOS管的工作原理N溝道耗盡型MOS管的工作原理

當(dāng)VGS<0時,溝道中感應(yīng)電荷↓，從而在VDS作用下，iD↓；當(dāng)VGS小到一定值時（負(fù)值），反型層消失，D--S間失去導(dǎo)電溝道。此時的VGS=VP（與JFET類似，故為耗盡型）。耗盡型的MOS管UGS=0時就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓才能夾斷。0IDUGSVP轉(zhuǎn)移特性曲線N溝道耗盡型MOS管的特性曲線P耗盡型NPPGSDGSD予埋導(dǎo)電溝道P溝道耗盡型MOS管的符號GSDP增強(qiáng)型MOS管的主要參數(shù)MOS管的主要參數(shù)與JFET基本相同。只是在增強(qiáng)型中不用夾斷電壓VP，而用開啟電壓VT，而耗盡型用夾斷電壓VP。參見P208_209絕緣柵場效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型P溝道增強(qiáng)型MOS管的比較絕緣柵場效應(yīng)管

N溝道耗盡型P溝道耗盡型MOS管的比較場效應(yīng)管的符號比較習(xí)題：P2495.1.15.1.2課外作業(yè)5.2場效應(yīng)管放大電路5場效應(yīng)管放大電路直流偏置電路（1）自偏壓電路vGS=-IDR自偏壓不適用于增強(qiáng)型MOSFET（1）自偏壓電路vGS=VDS=已知VP，由VDD-ID(Rd+R)-IDR可解出VGS、ID、VDSQ點直流偏置電路（2）分壓式自偏壓電路直流偏置電路（1）FET小信號低頻模型FET放大電路的小信號模型（1）FET小信號低頻模型FET放大電路的小信號模型FET放大電路的小信號模型（2）FET小信號高頻模型共源放大器小信號等效電路電壓增益：則動態(tài)指標(biāo)分析動態(tài)指標(biāo)分析輸入電阻通常則輸出電阻動態(tài)指標(biāo)分析例：共漏極放大電路如圖示。試求中頻電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。（1）中頻小信號模型例：共漏極放大電路如圖示。試求中頻電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。（2）中頻電壓增益得（3）輸入電阻例：共漏極放大電路如圖示。試求中頻電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。例：共漏極放大電路如圖示。試求中頻電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。（4）輸出電阻所以三種基本放大電路的性能比較組態(tài)對應(yīng)關(guān)系：BJTFETCCCDCBCGCECS電壓增益：BJTFETCE：CC：CB：CS：CD：CG：BJTFETCE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：輸入電阻：輸出電阻：CE/