第四章场效应管放大电路.ppt

第4章 场效应管的分类； 结型场效应管（JFET）和金属－氧化物－半导体场效应管（MOSFET）的结构、工作原理、输出特性曲线和转移特性曲线，以及各参数； 场效应管放大电路的结构及分析方法； 场效应管的特点（主要与BJT相比较而言） 第4章 场效应管放大电路 FET的特点： FET的分类： 根据结构不同，可分为： 目 录 4.1 结型场效应管(JFET) P沟道结型场效应管 二. 工作原理 P+区内侧与P+区和N沟道交界侧PN结形成比较： 当N沟道JFET工作时，需： 当N沟道JFET工作时，需： 分析工作原理： 可以归纳，vDS＝0时vGS对导电沟道的控制作用： vDS对iD的影响 总结工作情况 综上分析可知： 通过实验可以得到iD的经验公式： 场效应管的主要参数 4.3 金属－氧化物－半导体场效应管 ② 漏源电压vDS对漏极电流id的控制作用 ② 漏源电压vDS对漏极电流id的控制作用 ② 漏源电压vDS对漏极电流id的控制作用 ② 漏源电压vDS对漏极电流id的控制作用 总结N沟道增强型MOSFET的工作原理： 二. N沟道耗尽型MOSFET 特点： 当vGS=0时，就有沟道，加入vDS，就有iD。 当vGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。 当vGS＜0时，沟道变窄，iD减小。 三.各种FET的特性比较及使用注意事项 各种场效应管的符号及特性 各种场效应管的符号及特性 4.4 场效应管放大电路 如何区分FET管？ 返回 MOSFET P沟道 N沟道 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 分类： 所谓“增强型”：指vGS=0时，没有导电沟道，即iD=0，而必须依靠栅源电压vGS的作用，才形成感生沟道的FET，称为增强型FET。 所谓“耗尽型”：指vGS=0时，也会存在导电沟道，iD≠0的FET，称为耗尽型FET。 【参见教材P169图4.3.1】 符号： 一.N沟道增强型MOSFET 结构 SiO2 绝缘层 铝电极 半导体 工作原理 ① 栅源电压vGS的控制作用 当vGS=0V时： N+ P N+ s d B 任意 极性 s d B iD=0 当vGS＞0V时→认为金属极板（铝）与P型衬底间构成一个平板电容 现假设vDS=0V，在s、g间加一电压vGS＞0V + - →形成由栅极指向P型衬底的纵向电场 →将靠近栅极下方的空穴向下排斥 →形成耗尽层。 现假设vDS=0V，在s、g间加一电压vGS＞0V 当vGS增大时→耗尽层增宽，并且该大电场会 把衬底的自由电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成一N型薄层，构成漏-源之间的导电沟道，称为反型层（也称感生沟道）。 vGS↑→反型层越厚 →沟道电阻↓→两个N+区被感生沟道连在一起 ∵ vDS=0 ∴iD≡0 刚刚产生沟道所需的栅源电压vGS，用VT表示 。 vGS越大，反型层越宽，导电沟道电阻越小。 N沟道增强型MOS管的基本特性： vGS ＜ VT，管子截止， vGS ＞VT，管子导通。 vGS 越大，沟道越宽，在漏源电压vDS＝0时，漏极电流ID始终为0。 关于“开启电压”的定义 假设vGS＞VT且为一固定值时，并在漏－源之间加上正电压vDS: (b) 外加vDS较小时 vDS vGS-VT， 即vGD=vGS-vDSVT (a) vDS=0时，iD=0 假设vGS＞VT且为一固定值时，并在漏－源之间加上正电压vDS: vDS↑→id↑；同时沟道靠漏区变窄 (b) 外加vDS较小时 vDS vGS-VT， 即vGD=vGS-vDSVT (a) vDS=0时，iD=0 （c）当vDS增加到使vGD=VT时，沟道靠漏区夹断，称为预夹断。 （c）当vDS增加到使vGD=VT时，沟道靠漏区夹断，称为预夹断。 （d）vDS再增加，预夹断区加长， vDS增加的部分基本降落在随之加长的夹断沟道上，id基本不变。 ② 转移特性 ① 输出特性 VT 夹断区 2VT 特性曲线 ID0为当vGS=2VT时的iD值 在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当vGS=0时，这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道。 符号 夹断电压（ VP）——沟道刚刚消失所需的栅源电压vGS。 各种FET的特性比较 【参看教材P173表4.3.1】 FET使用注意事项 【参看教材P176】 以上两部分内容请同学们课后自己认真看书！ N沟道JFET (耗尽型) P沟道JFET (耗尽型) 符 号 转移特性 输出特性 N沟道MOSFET (增强型) N沟道MOSFET (耗尽型) P沟道MOSFET (增强型) 符 号 转移特性 输出特性 P沟道MOSFET (耗尽型) vi vo 【参见教材P177图4.4.