第三章 場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路

第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四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(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型IGFET絕緣柵型分類：第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四§5.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（以N溝道為例）

場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對(duì)應(yīng)于晶體管的e、b、c；有三個(gè)工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對(duì)應(yīng)于晶體管的截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)。符號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖柵極漏極源極導(dǎo)電溝道單極型管∶噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)、低電壓工作1.結(jié)構(gòu)第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四2.工作原理

（1）柵-源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道寬度的控制作用溝道最寬溝道變窄溝道消失稱為夾斷

uGS可以控制導(dǎo)電溝道的寬度。為什么g-s必須加負(fù)電壓？UGS（off）第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四（2）漏-源電壓對(duì)漏極電流的影響uGS＞UGS（off）且不變，VDD增大，iD增大。預(yù)夾斷uGD＝UGS（off）

VDD的增大，幾乎全部用來克服溝道的電阻，iD幾乎不變，進(jìn)入恒流區(qū)，iD幾乎僅僅決定于uGS。場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件是什么？uGD>UGS（off）uGD<UGS（off）第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四夾斷電壓漏極飽和電流3.特性場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，因而uGS＞UGS（off）且uGD＜UGS（off）。uDG＞－UGS（off）（1）轉(zhuǎn)移特性第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四g-s電壓控制d-s的等效電阻（2）輸出特性預(yù)夾斷軌跡，uGD＝UGS（off）可變電阻區(qū)恒流區(qū)iD幾乎僅決定于uGS擊穿區(qū)夾斷區(qū)（截止區(qū)）夾斷電壓IDSSΔiD不同型號(hào)的管子UGS（off）、IDSS將不同。低頻跨導(dǎo)：第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四二、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管

uGS增大，反型層（導(dǎo)電溝道）將變厚變長。當(dāng)反型層將兩個(gè)N區(qū)相接時(shí)，形成導(dǎo)電溝道。SiO2絕緣層襯底耗盡層空穴高摻雜反型層1.增強(qiáng)型管大到一定值才開啟第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四增強(qiáng)型MOS管uDS對(duì)iD的影響

用場(chǎng)效應(yīng)管組成放大電路時(shí)應(yīng)使之工作在恒流區(qū)。N溝道增強(qiáng)型MOS管工作在恒流區(qū)的條件是什么？

iD隨uDS的增大而增大，可變電阻區(qū)

uGD＝UGS（th）,預(yù)夾斷

iD幾乎僅僅受控于uGS，恒流區(qū)剛出現(xiàn)夾斷uGS的增大幾乎全部用來克服夾斷區(qū)的電阻第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四2.耗盡型MOS管

耗盡型MOS管在

uGS＞0、uGS

＜0、uGS

＝0時(shí)均可導(dǎo)通，且與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管不同，由于SiO2絕緣層的存在，在uGS＞0時(shí)仍保持g-s間電阻非常大的特點(diǎn)。加正離子小到一定值才夾斷uGS=0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四3.

MOS管的特性1)增強(qiáng)型MOS管2)耗盡型MOS管開啟電壓夾斷電壓第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四3.場(chǎng)效應(yīng)管的分類

工作在恒流區(qū)時(shí)g-s、d-s間的電壓極性問題：uGS=0可工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？

只有uGS＞0才可能工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？只有uGS＜0才可能工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四討論一：利用圖示場(chǎng)效應(yīng)管組成原理性共源放大電路。第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四討論二：如何利用Multisim測(cè)試場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性從輸出特性曲線說明場(chǎng)效應(yīng)管的哪些特點(diǎn)？第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四§5.3場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法二、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析三、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的頻率響應(yīng)第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件，在g-s、d-s間加極性合適的電源1.基本共源放大電路第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四2.自給偏壓電路由正電源獲得負(fù)偏壓稱為自給偏壓哪種場(chǎng)效應(yīng)管放大電路能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn)？第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四3.分壓式偏置電路為什么加Rg3?其數(shù)值應(yīng)大些小些？即典型的Q點(diǎn)穩(wěn)定電路第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四二、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析近似分析時(shí)可認(rèn)為其為無窮大！根據(jù)iD的表達(dá)式或轉(zhuǎn)移特性可求得gm。與晶體管的h參數(shù)等效模型類比：1.場(chǎng)效應(yīng)管的交流等效模型第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四2.基本共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析若Rd=3kΩ，Rg=1MΩ，gm=2mS，則與共射電路比較。第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期四3.基本共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，則第二十二頁，