模拟电子技术基础课件 第3章 场效应管及其放大电路.ppt

　共源极放大电路原理电路 VDD + uO ? iD VT ~ + ? ui VGG Rg S D G Rd 与双极型三极管对应关系 b ? G , e ? S , c ? D 　　为了使场效应管工作在恒流区实现放大作用，应满足： 　　图示电路为 N 沟道增强型 MOS 场效应管组成的放大电路。 (UT=UGS(th)：开启电压) 3.4.1 共源极放大电路 VDD + uO ? iD VT ~ + ? ui VGG Rg S D G Rd 　共源极放大电路原理电路 两种方法 近似估算法 图解法 (1) 近似估算法 　　MOS 管栅极电流为零，当 uI = 0 时 UGSQ = VGG 而 iD 与 uGS 之间近似满足 (当 uGS UT) 式中 IDO 为 uGS = 2UT 时的值。 则静态漏极电流为 1. 静态分析 (2) 图解法 用图解法分析共源极放大电路的 Q 点 VDD IDQ UDSQ Q 利用式 uDS = VDD - iDRD 画出直流负载线。 图中 IDQ、UDSQ 即为静态值。 iD 的全微分为 上式中定义： —— 场效应管的跨导(毫西门子 mS)。 —— 场效应管漏源之间等效电阻。 2. 动态分析 （1）场效应管微变等效电路 gm 的值约为 0.1 ~20 mS。 rds 通常为几百千欧。 如果输入正弦信号，则可用相量代替上式中的变量。 成为： 根据上式做等效电路如图所示。 由于没有栅极电流，所以栅源是悬空的。 gmUgs Ugs Uds rds + - + - 场效应管的微变等效电路 s d g Id 微变参数 gm 和 rds 1) 根据定义通过在特性曲线上作图方法中求得。 2) 用求导的方法计算 gm 在 Q 点附近，可用 IDQ 表示上式中 iD，则 　　一般 gm 约为 0.1 至 20 mS。 rDS 为几百千欧的数量级。当 RD 比 rds 小得多时，可认为等效电路的 rds 开路。 若RD比rDS小得多 rDS 可视为开路 简化的等效电路 gm = UGS(th) 2 IDO IDQ 其中：gm和rDS可在场效应管特性曲线上作图求得。 gm也可由 iD= iDO( uGS UGS(th) -1)2 求导得 下页 上页 首页 gmUgs Ugs Uds + - + - s d g ID Uo = - gmUgs Rd Au = Uo Ui = - gm Rd Ro = Rd Ui = UGS 下页 上页 首页 （2）用微变等效电路法分析共源极放大电路 VDD Rg Rd VGG + - uI uO + - gmUgs Ugs Uo Rd + - + - 共源电路的微变等效电路 s d g id Ui + - Rg MOS 管输入电阻高达 109 ?。 * 第2章 双极型三极管及其放大电路 第3章 场效应管及其放大电路 3.1 结型场效应管 3.2 绝缘栅型场效应管 3.3 场效应管的主要参数及特点 3.4 场效应管放大电路 电气与电子工程学院 　　只有一种载流子（多子）参与导电，且利用电场效应来控制电流的三极管，称为场效应管，也称单极型三极管。 场效应管分类 结型场效应管 绝缘栅场效应管 特点 单极型器件(一种载流子导电)； 输入电阻高； 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。 3.1.1 结型场效应管的结构 3.1.2 结型场效应管的工作原理 电气与电子工程学院 3.1 结型场效应管 3.1.3 结型场效应管的特性曲线 D S G N 符号 　N 沟道结型场效应管结构图 N型沟道 N型硅棒 栅极 源极 漏极 P+ P+ P 型区 耗尽层(PN 结) 　　在漏极和源极之间加上一个正向电压，N 型半导体中多数载流子电子可以导电。 　　导电沟道是 N 型的，称 N 沟道结型场效应管。 3.1.1结型场效应管的结构 P 沟道场效应管 　P 沟道结型场效应管结构图 N+ N+ P型沟道 G S D P 沟道场效应管是在 P 型硅棒的两侧做成高掺杂的 N 型区(N+)，导电沟道为 P 型，多数载流子为空穴。 符号 G D S N 沟道结型场效应管用改变 uGS 大小来控制漏极电流 iD 。 G D S N N型沟道 栅极 源极 漏极 P+ P+ 耗尽层 　　*在栅极和源极之间加反向电压，耗尽层会变宽，导电沟道宽度减小，使沟道本身的电阻值增大，漏极电流 iD 减小，反之，漏极 iD 电流将增加。 *耗尽层的宽度改变主要在沟道区。 3.1.2 结型场效应管的工作原理 1. uGS 对iD的控制作用 　　设uDS = 0 ，在栅源之间加负电源 VGG，改变 VGG 大小。观察耗尽