電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)第五版-第5章-康華光

第五章

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路耗盡型：場(chǎng)效應(yīng)管沒有加偏置電壓時(shí)，就有導(dǎo)電溝道存在增強(qiáng)型：場(chǎng)效應(yīng)管沒有加偏置電壓時(shí)，沒有導(dǎo)電溝道P溝道耗盡型P溝道P溝道N溝道增強(qiáng)型N溝道N溝道（耗盡型）FET場(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)場(chǎng)效應(yīng)管的分類：場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)晶體三極管是由一種載流子導(dǎo)電的、用輸入電壓控制輸出電流的半導(dǎo)體器件。從參與導(dǎo)電的載流子來(lái)劃分，它有自由電子導(dǎo)電的N溝道器件和空穴導(dǎo)電的P溝道器件。

按照?qǐng)鲂?yīng)三極管的結(jié)構(gòu)劃分，有結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管兩大類。金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MetalOxideSemiconductor——MOSFET

分為增強(qiáng)型

N溝道、P溝道

耗盡型

N溝道、P溝道增強(qiáng)型：沒有導(dǎo)電溝道，耗盡型：存在導(dǎo)電溝道，N溝道P溝道增強(qiáng)型N溝道P溝道耗盡型5.1金屬-氧化物-半導(dǎo)體（MOS）場(chǎng)效應(yīng)管5.1.1N溝道增強(qiáng)型MOSFET5.1.5MOSFET的主要參數(shù)5.1.2N溝道耗盡型MOSFET5.1.3P溝道MOSFET5.1.4溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)5.1.1N溝道增強(qiáng)型MOSFET1.結(jié)構(gòu)（N溝道）L：溝道長(zhǎng)度W：溝道寬度tox

：絕緣層厚度通常W>L5.1.1N溝道增強(qiáng)型MOSFET剖面圖1.結(jié)構(gòu)（N溝道）符號(hào)N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管動(dòng)畫演示mosfet場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理（1）柵源電壓VGS的控制作用

當(dāng)VGS=0V時(shí)，因?yàn)槁┰粗g被兩個(gè)背靠背的PN結(jié)隔離，因此，即使在D、S之間加上電壓,在D、S間也不可能形成電流。

當(dāng)0＜VGS＜VT(開啟電壓)時(shí)，通過(guò)柵極和襯底間的電容作用，將柵極下方P型襯底表層的空穴向下排斥，同時(shí)，使兩個(gè)N區(qū)和襯底中的自由電子吸向襯底表層，并與空穴復(fù)合而消失，結(jié)果在襯底表面形成一薄層負(fù)離子的耗盡層。漏源間仍無(wú)載流子的通道。管子仍不能導(dǎo)通，處于截止?fàn)顟B(tài)。1.

柵源電壓VGS的控制作用

當(dāng)VGS＞VT時(shí)，襯底中的電子進(jìn)一步被吸至柵極下方的P型襯底表層，使襯底表層中的自由電子數(shù)量大于空穴數(shù)量，該薄層轉(zhuǎn)換為N型半導(dǎo)體，稱此為反型層。ID

形成N源區(qū)到N漏區(qū)的N型溝道。把開始形成反型層的VGS值稱為該管的開啟電壓VT。這時(shí)，若在漏源間加電壓VDS，就能產(chǎn)生漏極電流

ID，即管子開啟。

VGS值越大，溝道內(nèi)自由電子越多，溝道電阻越小，在同樣VDS

電壓作用下，ID

越大。這樣，就實(shí)現(xiàn)了輸入電壓VGS

對(duì)輸出電流ID

的控制。1.

柵源電壓VGS的控制作用2.漏源電壓VDS對(duì)溝道導(dǎo)電能力的影響

當(dāng)VGS＞VT且固定為某值的情況下，若給漏源間加正電壓VDS則源區(qū)的自由電子將沿著溝道漂移到漏區(qū)，形成漏極電流ID，當(dāng)ID從D

S流過(guò)溝道時(shí)，沿途會(huì)產(chǎn)生壓降，進(jìn)而導(dǎo)致沿著溝道長(zhǎng)度上柵極與溝道間的電壓分布不均勻。源極端電壓最大，為VGS

，由此感生的溝道最深；離開源極端，越向漏極端靠近，則柵—溝間的電壓線性下降，由它們感生的溝道越來(lái)越淺；

直到漏極端，柵漏間電壓最小，其值為：

VGD=VGS-VDS

,由此感生的溝道也最淺。可見，在VDS作用下導(dǎo)電溝道的深度是不均勻的，溝道呈錐形分布。若VDS進(jìn)一步增大，直至VGD=VT，即VGS-VDS=VT或VDS=VGS-VT時(shí)，則漏端溝道消失，出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)。A2.漏源電壓VDS對(duì)溝道導(dǎo)電能力的影響

當(dāng)VDS為0或較小時(shí)，VGD＞VT，此時(shí)VDS

基本均勻降落在溝道中，溝道呈斜線分布。2.漏源電壓VDS對(duì)溝道導(dǎo)電能力的影響

當(dāng)VDS增加到使VGD=VT時(shí)，漏極處溝道將縮減到剛剛開啟的情況，稱為預(yù)夾斷。源區(qū)的自由電子在VDS電場(chǎng)力的作用下，仍能沿著溝道向漏端漂移，一旦到達(dá)預(yù)夾斷區(qū)的邊界處，就能被預(yù)夾斷區(qū)內(nèi)的電場(chǎng)力掃至漏區(qū)，形成漏極電流。2.漏源電壓VDS對(duì)溝道導(dǎo)電能力的影響

當(dāng)VDS增加到使VGD

VT時(shí)，預(yù)夾斷點(diǎn)向源極端延伸成小的夾斷區(qū)。由于預(yù)夾斷區(qū)呈現(xiàn)高阻，而未夾斷溝道部分為低阻，因此，VDS增加的部分基本上降落在該夾斷區(qū)內(nèi)，而溝道中的電場(chǎng)力基本不變，漂移電流基本不變，所以，從漏端溝道出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)開始，ID基本不隨VDS增加而變化。2.漏源電壓VDS對(duì)溝道導(dǎo)電能力的影響柵源電壓VGS對(duì)漏極電流ID的控制作用動(dòng)畫演示mosfet場(chǎng)效應(yīng)管工作原理3.

V-I特性曲線及大信號(hào)特性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程①截止區(qū)當(dāng)vGS＜VT時(shí)，導(dǎo)電溝道尚未形成，iD＝0，為截止工作狀態(tài)。3.

V-I特性曲線及大信號(hào)特性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程②可變電阻區(qū)

vDS≤（vGS－VT）由于vDS較小，可近似為rdso是一個(gè)受vGS控制的可變電阻3.

V-I特性曲線及大信號(hào)特性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程②可變電阻區(qū)

n：反型層中電子遷移率Cox：柵極（與襯底間）氧化層單位面積電容本征電導(dǎo)因子其中Kn為電導(dǎo)常數(shù)，單位：mA/V23.

V-I特性曲線及大信號(hào)特性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程③飽和區(qū)（恒流區(qū)又稱放大區(qū)）vGS>VT

，且vDS≥（vGS－VT）是vGS＝2VT時(shí)的iDV-I特性：3.

V-I特性曲線及大信號(hào)特性方程（2）轉(zhuǎn)移特性MOSFET的特性曲線1.漏極輸出特性曲線2.轉(zhuǎn)移特性曲線—VGS對(duì)ID的控制特性

轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率

gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。其量綱為mA/V，稱gm為跨導(dǎo)。

gm=

ID/

VGS

Q

（mS)

ID=f(VGS)

VDS=常數(shù)增強(qiáng)型MOS管特性小結(jié)絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型P溝道增強(qiáng)型耗盡型MOSFET

N溝道耗盡型MOS管，它是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子，在管子制造過(guò)程中，這些正離子已經(jīng)在漏源之間的襯底表面感應(yīng)出反型層，形成了導(dǎo)電溝道。因此，使用時(shí)無(wú)須加開啟電壓（VGS=0），只要加漏源電壓，就會(huì)有漏極電流。當(dāng)VGS＞0時(shí)，將使ID進(jìn)一步增加。VGS＜0時(shí)，隨著VGS的減小ID逐漸減小，直至ID=0。對(duì)應(yīng)ID=0的VGS值為夾斷電壓VP

。5.1.2N溝道耗盡型MOSFET1.結(jié)構(gòu)和工作原理（N溝道）二氧化硅絕緣層中摻有大量的正離子可以在正或負(fù)的柵源電壓下工作，而且基本上無(wú)柵流5.1.2N溝道耗盡型MOSFET2.V-I特性曲線及大信號(hào)特性方程

（N溝道增強(qiáng)型）5.1.3P溝道MOSFET耗盡型MOSFET的特性曲線絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

N溝道耗盡型P溝道耗盡型5.1.5MOSFET的主要參數(shù)一、直流參數(shù)NMOS增強(qiáng)型1.開啟電壓VT

（增強(qiáng)型參數(shù)）2.夾斷電壓VP

（耗盡型參數(shù)）3.飽和漏電流IDSS

（耗盡型參數(shù)）4.直流輸入電阻RGS

（109Ω～1015Ω

）二、交流參數(shù)1.輸出電阻rds

當(dāng)不考慮溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)，

＝0，rds→∞

5.1.5MOSFET的主要參數(shù)2.低頻互導(dǎo)gm

二、交流參數(shù)考慮到則其中5.1.5MOSFET的主要參數(shù)end三、極限參數(shù)1.最大漏極電流IDM

2.最大耗散功率PDM

3.最大漏源電壓V（BR）DS

4.最大柵源電壓V（BR）GS

各種場(chǎng)效應(yīng)管所加偏壓極性小結(jié)FET放大電路組成原則及分析方法(1)靜態(tài)：適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)，使場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，F(xiàn)ET的偏置電路相對(duì)簡(jiǎn)單。(2)動(dòng)態(tài)：能為交流信號(hào)提供通路。組成原則：靜態(tài)分析：估算法、圖解法。動(dòng)態(tài)分析：小信號(hào)等效電路法。分析方法：5.2MOSFET放大電路由FET組成的放大電路和BJT一樣,要建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。所不同的是,FET是電壓控制器件,因此它需要有合適的柵極-源極電壓。現(xiàn)在以N溝道增強(qiáng)型MOSFET為例說(shuō)明如下:(1)簡(jiǎn)單的共源極放大電路若計(jì)算出來(lái)的若計(jì)算出來(lái)的則說(shuō)明NMOS管工作在飽和區(qū)則說(shuō)明NMOS管工作于可變電阻區(qū)(2)帶源極電阻的NMOS共源極放大電路P溝道MOS管電路的分析與N溝道類似,但要注意其電源極性與電流方向不同。場(chǎng)效應(yīng)管（FET）放大電路FET放大電路的直流偏置及靜態(tài)分析1.直流偏置電路FET為電壓控制器件，因此用FET組成放大電路，需要設(shè)置合適的柵極電壓（簡(jiǎn)稱柵壓，為Q點(diǎn)電壓）。工程中常用的FET放大電路的偏置方式有兩種，現(xiàn)以N溝道耗盡型MOSFET為例介紹如下：

（1）自給偏壓電路如圖2-28a所示。因?yàn)樵贔ET的源極接入了Rs，所以即使uGS=0，也有漏源電流ID流過(guò)Rs，而柵極經(jīng)RG接地，UG=0V，故在靜態(tài)時(shí)負(fù)柵壓UGS=UG-US=0V-IDRS。可見該電路的直流偏壓是靠本身源極電阻Rs上的壓降設(shè)置的，故名自給偏壓式電路。另電路種Cs對(duì)Rs起交流旁路作用，Cs為源極旁路電容。a）自給偏壓式電路+-Ui

RG

RD

RL+-Uo+C2+C1+VDD

RS+

CSGSDVT+-Ui

RG

RD

RL+-Uo+C2+C1+VDD

RS+

CSGSDVT

RG2

RG1b）分壓式偏置電路

（2）分壓式偏置電路這種直流偏置電路類同于自舉式射極輸出器的偏置電路，見圖2-28b。電源電壓VDD經(jīng)RG1、RG2分壓后，經(jīng)RG提供柵壓同時(shí)ID在Rs上也產(chǎn)生直流壓降Us=IDRs。因而FET的柵—源電壓為2.Q點(diǎn)的確定

（1）估算法對(duì)于圖示自給偏壓式FET放大電路，聯(lián)立求解以下兩式，便可確定該電路的Q點(diǎn)兩式中IDSS、UGS(off)和Rs為已知，iD、uGS為未知，兩個(gè)方程式兩個(gè)未知數(shù)，可聯(lián)立求出。對(duì)于圖示分壓式偏置FET放大電路，則可聯(lián)立以下兩式來(lái)估算Q點(diǎn)

例（1）圖電路，設(shè)RG=10MΩ，Rs=2kΩ，RD=18kΩ，VDD=20V，N溝道耗盡型MOSFET輸出特性如圖2-29b所示，試用圖解法確定該電路的Q點(diǎn)；（2）圖電路，設(shè)RG1=2MΩ，RG2=47kΩ，RG=10MΩ，RD=30kΩ，Rs=2kΩ，VDD=18V，F(xiàn)ET的UGS(off)=-1V，IDSS=0.5mA。試用估算法確定Q點(diǎn)。

（2）圖解法

下面用例題來(lái)說(shuō)明圖解法確定FET放大電路的Q點(diǎn)。解：（1）圖解法步驟如下：1）在輸出特性上作直流負(fù)載線由原電路圖輸出回路有根據(jù)此方程就可在輸出特性上作直流負(fù)載線MN，如圖所示。2）在iD

~uGS坐標(biāo)系中作負(fù)載轉(zhuǎn)移特性見圖，由直流負(fù)載線MN與各支輸出特性曲線之交點(diǎn)a、b、c、d和e相應(yīng)的iD、uGS值，在iD~uGS坐標(biāo)平面上分別得到a、b、c、d和e各點(diǎn)，連接這些點(diǎn)，就可得到負(fù)載轉(zhuǎn)移特性iD=f（uGS），這是求出Q點(diǎn)所要用的曲線①。3）仍在iD~uGS坐標(biāo)系中作源極負(fù)載線對(duì)應(yīng)圖示自給偏壓放大電路，iD、uGS還需滿足式（2-47），即

這是一個(gè)在iD~uGS坐標(biāo)系上過(guò)原點(diǎn)的直線方程，作出該直線段OL：iD=-uGS/Rs，由于其斜率為-1/Rs，所以稱之為源極負(fù)載線（見圖中曲線②）。4）確定Q點(diǎn)源極負(fù)載線OL與負(fù)載轉(zhuǎn)移特性曲線之交點(diǎn)，即曲線②與曲線①之交點(diǎn)，就是靜態(tài)工作點(diǎn)Q。5）截出Q點(diǎn)的電壓、電流值UGS≈-0.75V，ID≈0.37mA，UDS≈12.5V。整理以上方程式，可得將uGS式代入iD式中，并整理得解之得iD=（0.95±0.64）mA。因IDSS=0.5mA，iD=ID應(yīng)小于IDSS，故取ID=0.31mA，從而UGS=0.4-2ID=-0.22V，UDS=VDD-ID（RD+RS）≈8.1V。

（2）

對(duì)于圖2-28b放大電路，將FET轉(zhuǎn)移特性式與式聯(lián)立，有§5.2FET放大電路的動(dòng)態(tài)分析1.FET的交流低頻小信號(hào)模型

與BJT的H參數(shù)模型的建立過(guò)程相類同，將FET看作是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)，如圖所示。因FET的柵極電流iG=0，故應(yīng)為iD與uGS、uDS成函數(shù)關(guān)系，即+-uGS+-uDSGSDVTiDa）共源接法時(shí)的雙口網(wǎng)絡(luò)圖2-30場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路對(duì)上式求全微分，得令和在低頻小信號(hào)條件下，F(xiàn)ET在Q點(diǎn)附近小范圍內(nèi)，可以直代曲，即可認(rèn)為此時(shí)特性曲線線性，gm及rds為常數(shù)，并且式中各微變量也可用有限的正弦有效值表示，即式可表示為UgsrdsgmUgsUds+-+-SDGIdb）低頻小信號(hào)模型圖2-30場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路據(jù)此式，可畫出2-30b的FET低頻小信號(hào)模型。因FETIg=0，故輸入端可開路表達(dá)。gm是跨導(dǎo)，由式定義，gmUgs表示壓控電流源；輸出電阻rds由式定義，它與BJT的rce意義相同。2.應(yīng)用微變等效電路分析FET放大電路（1）共源電路

例2.8FET共源放大電路如圖所示，現(xiàn)重畫于下方，試導(dǎo)出其Au、Ri和Ro的計(jì)算式。+-Ui

RG

RD

RL+-Uo+C2+C1+VDD

RS+

CSGSDVTa）電路圖解：畫出該放大電路的微變等效電路，如圖b所示。圖中rds未畫出，是因?yàn)閞ds//RD，而rds>>RD,，故可將rds開路處理。UiRDgmUgsUo+-+-SDGIdRGUgs+-RLRL′b）微變等效電路圖圖2-31自給偏壓式電路1）電壓放大倍數(shù)Au

由圖寫出式中RL=RD//RL，負(fù)號(hào)說(shuō)明共源電路的Uo與Ui反相。2）輸入電阻Ri

由圖得出3）輸出電阻Ro

根據(jù)求Ro的定義（2-55）（2）共漏放大電路（源極輸出器）

例圖為FET共漏放大電路。因?yàn)槠浞謮菏狡秒娐放c圖電路一樣，所以這里不再贅述。試用微變等效電路法對(duì)這一共漏電路作出動(dòng)態(tài)分析。+-Ui

RG

RL+-Uo+C2+C1+VDD

RSGSDVT

RG2

RG1a）電路圖IoUiRSgmUgsUo+-+-SDGRGUgs+-RL′RiRG1RG2IRSRob）微變等效電路圖2-32場(chǎng)效應(yīng)管共漏放大電路解：1）電壓放大倍數(shù)先畫出如圖b所示的微變等效電路圖，由圖可推導(dǎo)出式中RL=RS//RL。因gmRL>>1，故Au≈1，且Uo與Ui同相，Uo≈Ui，故其又名源極跟隨器，與射極跟隨器特性相仿。所以3）輸出電阻

將Ui短路，RL開路，則Ugs=-Uo，且圖中顯然，共漏放大電路的Ro比共源放大電路的要小一些。2）輸入電阻由圖2-32b可知，因柵極開路，故4.4FET的交流參數(shù)和小信號(hào)模型

4.4.1

FET的主要交流參數(shù)

1）

低頻跨導(dǎo)gm：低頻跨導(dǎo)反映了vGS對(duì)iD的控制作用。gm可以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求得，單位是mS(毫西門子)。2）漏極內(nèi)阻rds：很大，可忽略。

4.4.2

FET的小信號(hào)模型GSDuGSiDuDSSGDugsgmugsudsSGDrDSugsgmugsuds場(chǎng)效應(yīng)管放大電路小結(jié)(1)場(chǎng)效應(yīng)管放大器輸入電阻很大。(2)場(chǎng)效應(yīng)管共源極放大器(漏極輸出)輸入輸出反相，電壓放大倍數(shù)大于1；輸出電阻=RD。(3)場(chǎng)效應(yīng)管源極跟隨器輸入輸出同相，電壓放大倍數(shù)小于1且約等于1；輸出電阻小。輸出電阻：

三種基本放大電路的性能比較BJTFET輸入電阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：

三種基本放大電路的性能比較組態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET電壓增益：CE：CC：CB：CS：CD：CG：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1.結(jié)構(gòu)2.工作原理

N溝道PN結(jié)N溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)，在柵極與源極之間加負(fù)電壓，柵極與溝道之間的PN結(jié)為反偏。

在漏極、源極之間加一定正電壓，使N溝道中的多數(shù)載流子(電子)由源極向漏極漂移，形成iD。iD的大小受VGS的控制。P溝道場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)，極性相反，溝道中的多子為空穴。①柵源電壓VGS對(duì)iD的控制作用

當(dāng)VGS＜0時(shí)，PN結(jié)反偏，耗盡層變厚，溝道變窄，溝道電阻變大，ID減??；VGS更負(fù)，溝道更窄，ID更??；直至溝道被耗盡層全部覆蓋，溝道被夾斷，ID≈0。這時(shí)所對(duì)應(yīng)的柵源電壓VGS稱為夾斷電壓VP。②漏源電壓VDS對(duì)iD的影響

在柵源間加電壓VGS＞VP，漏源間加電壓VDS。則因漏端耗盡層所受的反偏電壓為VGD=VGS-VDS，比源端耗盡層所受的反偏電壓VGS大,(如:VGS=-2V,VDS=3V,VP=-9V,則漏端耗盡層受反偏電壓為-5V，源端耗盡層受反偏電壓為-2V),使靠近漏端的耗盡層比源端厚，溝道比源端窄，故VDS對(duì)溝道的影響是不均勻的，使溝道呈楔形。當(dāng)VDS增加到使VGD=VGS-VDS=VP

時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷點(diǎn)，

隨VDS增大，這種不均勻性越明顯。當(dāng)VDS繼續(xù)增加時(shí)，預(yù)夾斷點(diǎn)向源極方向伸長(zhǎng)為預(yù)夾斷區(qū)。由于預(yù)夾斷區(qū)電阻很大，使主要VDS降落在該區(qū)，由此產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)力能把未夾斷區(qū)漂移到其邊界上的載流子都掃至漏極，形成漏極飽和電流。JFET工作原理

（動(dòng)畫2-9)（動(dòng)畫2-6）(3)伏安特性曲線①輸出特性曲線恒流區(qū)：(又稱飽和區(qū)或放大區(qū)）特點(diǎn):(1)受控性：

輸入電壓vGS控制輸出電流(2)恒流性：輸出電流iD

基本上不受輸出電壓vDS的影響。用途:可做放大器和恒流源。條件:(1)源端溝道未夾斷

(2)源端溝道予夾斷

可變電阻區(qū)特點(diǎn):(1)當(dāng)vGS為定值時(shí),iD是

vDS的線性函數(shù)，管子的漏源間呈現(xiàn)為線性電阻，且其阻值受

vGS控制。

（2）管壓降vDS很小。用途：做壓控線性電阻和無(wú)觸點(diǎn)的、閉合狀態(tài)的電子開關(guān)。條件：源端與漏端溝道都不夾斷

夾斷區(qū)

用途：做無(wú)觸點(diǎn)的、接通狀態(tài)的電子開關(guān)。條件：整個(gè)溝道都夾斷

擊穿區(qū)

當(dāng)漏源電壓增大到

時(shí)，漏端PN結(jié)發(fā)生雪崩擊穿，使iD

劇增的區(qū)域。其值一般為（20—50）V之間。由于VGD=VGS-VDS,故vGS越負(fù)，對(duì)應(yīng)的VP就越小。管子不能在擊穿區(qū)工作。特點(diǎn)：②轉(zhuǎn)移特性曲線輸入電壓VGS對(duì)輸出漏極電流ID的控制結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性小結(jié)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

N溝道耗盡型P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)和型號(hào)一、場(chǎng)效應(yīng)三極管的參數(shù)

1.

開啟電壓VT

開啟電壓是MOS增強(qiáng)型管的參數(shù)，柵源電壓小于開啟電壓的絕對(duì)值,場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通。

2.夾斷電壓VP

夾斷電壓是耗盡型FET的參數(shù)，當(dāng)VGS=VP時(shí),漏極電流為零。3.飽和漏極電流IDSS

耗盡型場(chǎng)效應(yīng)三極管,當(dāng)VGS=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。4.

輸入電阻RGS

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管，反偏時(shí)RGS約大于107Ω；絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)三極管,RGS約是109～1015Ω。

5.低頻跨導(dǎo)gm

低頻跨導(dǎo)反映了柵壓對(duì)漏極電流的控制作用，

gm可以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求取，單位是mS

(毫西門子)。

6.最大漏極功耗PDM

最大漏極功耗可由PDM=VDSID決定，與雙極型三極管的PCM相當(dāng)。(2)場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào)

場(chǎng)效應(yīng)三極管的型號(hào),現(xiàn)行有兩種命名方法。其一是與雙極型三極管相同，第三位字母J代表結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，O代表絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型層是N溝道；C是N型硅P溝道。如,3DJ6D是結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管，3DO6C是絕緣柵型N溝道場(chǎng)效應(yīng)三極管。

第二種命名方法是CS××#，CS代表場(chǎng)效應(yīng)管，××以數(shù)字代表型號(hào)的序號(hào)，#用字母代表同一型號(hào)中的不同規(guī)格。例如CS14A、CS45G等。幾種常用場(chǎng)效應(yīng)三極管的主要參數(shù)雙極型三極管與場(chǎng)效應(yīng)三極管的比較

雙極型三極管場(chǎng)效應(yīng)三極管結(jié)構(gòu)與分類NPN型結(jié)型N溝道P溝道絕緣柵增強(qiáng)型N溝道

P溝道PNP型絕緣柵耗盡型

N溝道

P溝道C與E一般不可倒置使用D與S有的型號(hào)可倒置使用載流子多子擴(kuò)散少子漂移多子漂移

輸入量電流輸入電壓輸入控制電流控制電流源電壓控制電流源噪聲較大較小溫度特性受溫度影響較大較小，且有零溫度系數(shù)點(diǎn)輸入電阻幾十到幾千歐姆幾兆歐姆以上靜電影響不受靜電影響易受靜電影響集成工藝不易大規(guī)模集成適宜大規(guī)模和超大規(guī)模集成絕緣柵增強(qiáng)型N溝道P溝道絕緣柵耗盡型

N溝道P溝道場(chǎng)效應(yīng)管放大電路（1）偏置電路及靜態(tài)分析分壓式自偏壓電路直流通道VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2)VGS=VG－VS=VG－IDRID=IDSS[1－(VGS/VP)]2VDS=VDD－ID(R+Rd

)

由此可以解出VGS、ID和VDS。(1)直流分析小信號(hào)分析法低頻模型高頻模型(2)交流分析小信號(hào)等效電路①電壓放大倍數(shù)②輸入電阻

③輸出電阻常用元器件電阻電容半導(dǎo)體器件電阻電阻是最常用、最基本的電子元件之一。其在電路中的主要用途是：分壓、限流和充當(dāng)負(fù)載。電阻的分類繞線電阻（RX）:用電阻絲繞成，誤差小、精度高、功率大。但分布電感大，不易獲得高阻值。薄膜電阻：在陶瓷管表面覆以電阻薄膜。敏感電阻碳膜電阻（RT）：穩(wěn)定性好；阻值范圍寬，造價(jià)低。金屬膜電阻（RJ）：體積小，穩(wěn)定性好。電位器電阻的參數(shù)電阻最主要的參數(shù)是阻值和額定功率。額定功率為電阻在電路中允許消耗的最大功率（P＝UI）一個(gè)電阻，它所標(biāo)稱的阻值稱為標(biāo)稱阻值，單位為Ω。標(biāo)稱值嚴(yán)格按照國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注。按不同的誤差大小，其標(biāo)稱值在1～10之間的數(shù)量也不一樣。誤差為±5％時(shí)，1～10之間有標(biāo)稱值24個(gè)。（E24系列）誤差為±10％時(shí)，1～10之間有標(biāo)稱值12個(gè)。（E12系列）誤差為±20％時(shí)，1～10之間有標(biāo)稱值6個(gè)。（E6系列）阻值標(biāo)示方法直接法：用數(shù)字和單位直接標(biāo)示阻值的方法，通常Ω可省略。如4.7K。文字符號(hào)法：用數(shù)字與特殊符號(hào)組合，常見符號(hào)有M、K、R。如4K7，1R9。數(shù)字表示法：常見于貼片電阻，用3～4位整數(shù)表示阻值，單位為Ω。（前2～3位表示有效值，末位表示倍率）如102＝1000Ω，1001＝1000Ω色環(huán)表示法：用不同顏色的色環(huán)在電阻表面上標(biāo)志出電阻主要參數(shù)的方法。5位色環(huán)在讀色環(huán)電阻時(shí)，應(yīng)正確識(shí)別第一色環(huán)，一般第一色環(huán)距電阻頭較近。17510-1

±1％4位色環(huán)27103

±5％如果只有3條色環(huán)，則代表此電阻的允許誤差為±20％電容電容也是最常用、最基本的電子元件之一。電容在電路中，可用于隔直流、通交流，濾波、旁路或與電感線圈組成振蕩回路。電容的分類根據(jù)介質(zhì)的不同，分為陶瓷、云母、紙質(zhì)、薄膜、電解電容幾種。陶瓷電容：體積小，自體電感小。云母電容：性能優(yōu)良，高穩(wěn)定，高精密。紙質(zhì)電容：價(jià)格低，容量大。薄膜電容：體積小，但損耗大，不穩(wěn)定。電解電容：容量大，穩(wěn)定性差。（使用時(shí)應(yīng)注意極性）電容的參數(shù)識(shí)別和選用主要參數(shù)是容量和耐壓值。常用的容量單位有μF（10-6F）、nF（10-9F）和PF（10-12F），標(biāo)注方法與電阻相同。電容的選用應(yīng)考慮使用頻率、耐壓。電解電容還應(yīng)注意極性，使+極接到直流高電位，還應(yīng)考慮使用溫度。當(dāng)標(biāo)注中省略單位時(shí)，默認(rèn)單位應(yīng)為PF電容大小的表示方法（一）標(biāo)有單位的直接表示法：有的電容的表面上直接標(biāo)志了其特性參數(shù)，如在電解電容上經(jīng)常按如下的方法進(jìn)行標(biāo)志：4.7u/16V，表示此電容的標(biāo)稱容量為4.7uF，耐壓16V。不標(biāo)單位的數(shù)字表示法：許多電容受體積的限制，其表面經(jīng)常不標(biāo)注單位。但都遵循一定的識(shí)別規(guī)則。當(dāng)數(shù)字小于1時(shí)，默認(rèn)單位為微法,當(dāng)數(shù)字大于等于1時(shí)，默認(rèn)單位為皮法。電容大小的表示方法（二）p、n、u、m法：此時(shí)標(biāo)識(shí)在數(shù)字中的字母：p、n、u、m即是量綱，又表示小數(shù)點(diǎn)位置。如某電容標(biāo)注為4n7表示此電容標(biāo)稱容量為4.7×10-9F=4700pF。色環(huán)(點(diǎn))表示法：該法同電阻的色環(huán)表示法,單位為pF。半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件是電子元器件中功能和品種最為復(fù)雜的一類器件。由于歷史發(fā)展的原因，各國(guó)對(duì)其功能分類及命名的方法各不相同。二極管三極管基本元件的安裝與使用

下面將就以上介紹的基本元件在實(shí)際電路中的安裝進(jìn)行一些介紹。元件的安裝固定方式

根據(jù)外殼大小、數(shù)量等可分為直立式和橫臥式兩種，可按照要求排列。下圖也是各種不同的元件固定形式一般來(lái)說(shuō)，元件安裝時(shí)要與線路板留出一

定距離，避免出現(xiàn)問題。比較幾種元件的安裝3瓦以上電阻的安裝正確不正確正確不正確普通電阻的安裝電容的安裝高度不齊不規(guī)范未成型且管腳高度高

元器件命名法1、國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體分立元件標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)標(biāo)）2、國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)標(biāo)）1、國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體分立元件標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)標(biāo)）

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB—249—74）規(guī)定的中國(guó)半導(dǎo)體器件型號(hào)命名方法中國(guó)半導(dǎo)體器件命名法第一部分：用數(shù)字表示器件的電極數(shù)目第二部分：用漢語(yǔ)拼音字母表示材料和極性第三部分：用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的

類型第四部分：用數(shù)字表示器件序號(hào)第五部分：用漢語(yǔ)拼音字母表示規(guī)格號(hào)第一部分用數(shù)字表示器件的電極數(shù)目符號(hào)和意義2二極管3三極管第二部分用漢語(yǔ)拼音字母表示材料和極性第二部分（二極管）

AN型鍺材料BP型鍺材料CN型硅材料DP型硅材料第二部分（三極管）APNP型鍺材料BNPN型鍺材料CPNP型硅材料DNPN型硅材料E化合物材料第三部分用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的類型P普通管V微波管W穩(wěn)壓管C參量管第三部分用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的類型Z整流管L整流堆S隧道管N阻尼管U光電器件K開關(guān)管第三部分X低頻小功率管（f

<3MHz,Pc<1W）G高頻小功率管（f

≥3MHz,Pc<1W）D低頻大功率管（f

<3MHz,Pc≥1W）A高頻大功率管（f

≥3MHz,Pc≥1W）第三部分T閘流管（可控整流器）Y體效應(yīng)器件B雪崩管J階躍恢復(fù)管CS場(chǎng)效應(yīng)管BT特殊器件FH復(fù)合管PINPIN型管JG激光器件第三部分注：有些半導(dǎo)體器件（如場(chǎng)效應(yīng)管、特殊器件、復(fù)合管、PIN型管、激光器件等）的型號(hào)第三部分只有其中的三、四、五部分第四部分用數(shù)字表示器件序號(hào)第五部分用漢語(yǔ)拼音字母表示規(guī)格號(hào)示例鍺PNP型高頻小功率三極管

3AG11C

規(guī)格號(hào)序號(hào)高頻小功率

PNP型鍺材料

三極管

示例CS2B

規(guī)格號(hào)

序號(hào)場(chǎng)效應(yīng)器件日本半導(dǎo)體型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS-C-7012）規(guī)定的日本半導(dǎo)體分立器件型號(hào)命名方法由五個(gè)基本部分組成，這五個(gè)基本部分的符號(hào)及意義見實(shí)驗(yàn)講義。示例

2SA495

JEIA登記號(hào)

PNP高頻管

JEIA注冊(cè)產(chǎn)品三極管示例2SC502A

2SC502改進(jìn)型

JEIA登記號(hào)

NPN高頻管

JEIA注冊(cè)產(chǎn)品

三極管歐洲半導(dǎo)體器件型號(hào)命名法歐洲各國(guó)（德國(guó)、法國(guó)、意大利、荷蘭等和匈牙利、羅馬尼亞、波蘭等國(guó)家），大都是用國(guó)際電子聯(lián)合會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體分立器件型號(hào)命名法。這種命名法由四個(gè)基本部分組成，各部分的符號(hào)及意義見實(shí)驗(yàn)講義。示例

BTX64—200

最大反向峰值電壓200伏

專用器件登記號(hào)

大功率可控硅

硅材料

美國(guó)半導(dǎo)體型號(hào)命名方法美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)的半導(dǎo)體分立器件型號(hào)命名方法規(guī)定，半導(dǎo)體分立器件型號(hào)由五部分組成。第一部分為前綴，第五部分為后綴，中間三部分為型號(hào)的基本部分。這五部分的符號(hào)及其意義見實(shí)驗(yàn)講義。示例JAN2N3553

登記號(hào)

注冊(cè)標(biāo)志

三極管

軍用品示例2N1050C2N1050的C檔

EIA登記號(hào)

EIA注冊(cè)標(biāo)志非軍用品

2、國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路標(biāo)準(zhǔn)

第一部分：用字母表示器件符號(hào)（國(guó)標(biāo)）

第二部分：用字母表示器件類型

第三部分：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件系列和品種代號(hào)

第四部分：用字母表示器件的工作溫度范圍

第五部分：用字母表示器件的封裝

第一部分

C（中國(guó)制造）

第二部分

用字母表示器件類型TTTLHHTLEECLCCMOS第二部分（續(xù)）F線性放大器D音響電視電路W穩(wěn)壓器J接口電路B非線性電路M存儲(chǔ)器μ微機(jī)電路

第三部分第三部分：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件系列第四部分用字母表示器件的工作溫度范圍C0～70oC

E－40～85oC

R－55～85oC

M－55～125oC

第五部分

用字母表示器件的封裝

W陶管扁平

B塑料扁平

F全密封扁平

D陶瓷直插

P塑料直插

J黑陶瓷直插

K金屬菱形

T金屬圓形

------------

實(shí)例CF0741CT線性通用運(yùn)放

0～70oC

金屬圓形封裝實(shí)例

CC14512MF

CMOS8選一數(shù)據(jù)選擇器－55～125oC

全密封扁平封裝

歐洲集成電路型號(hào)命名法歐洲各國(guó)生產(chǎn)的集成電路絕大部分按歐洲電子聯(lián)盟規(guī)定命名。歐洲集成電路型號(hào)基本規(guī)律型號(hào)由三部分組成。第一部分由三個(gè)字母組成，第一個(gè)字母表示無(wú)線電類；第二個(gè)字母表示使用范圍，如表示0~70℃，表示—55~125℃，表示

—25~70℃。第三個(gè)字符沒有特殊規(guī)定。第二部分由阿拉伯?dāng)?shù)字組成，表示器件的序號(hào)及類型。第三部分是尾標(biāo)，表示封裝形式。通常有兩種：一種是用一個(gè)字母表示。如：表示圓柱型；表示塑料雙列；表示陶瓷雙列；表示四列引線；表示扁平；表示芯片。

另一種用兩個(gè)字母表示，第一個(gè)字母表示封裝形式，如表示柱行；表示雙列引線；表示功率雙列引線；表示扁平雙列引線；表示扁平四列引線；表示菱形；表示多重引線；表示帶散熱片國(guó)率性四列引線；表示三列引線。第二個(gè)字母表示封裝材料，如：C表示金屬—陶瓷；P表示塑料；G表示玻璃—陶瓷。實(shí)例TDA0161DP

塑料雙列封裝(第三部分)

感應(yīng)開關(guān)集成電路(第二部分)

法國(guó)湯姆遜公司生產(chǎn)(第一部分)

國(guó)外廠家型號(hào)

美國(guó)仙童公司μA、F

美國(guó)國(guó)民半導(dǎo)體公司LF、LM、LH

美國(guó)模擬器件公司AD

日本松下AH

日本東