4章场效应管放大电路-Read.PPT

4章 场效应管放大电路 场效应管 2.工作原理 ①栅源电压VGS对iD的控制作用 ②漏源电压VDS对iD的影响 JFET工作原理（动画2-9) (3)伏安特性曲线 可变电阻区 夹断区 ②转移特性曲线 结型场效应管的特性小结 金属-氧化物-半导体场效应管 N沟道增强型场效应管 N沟道增强型场效应管的工作原理 1 . 栅源电压VGS的控制作用 栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用 2 .漏源电压VDS对沟道导电能力的影响 当VDS为0或较小时，VGD＞VT，此时VDS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布。 增强型MOSFET的工作原理 MOSFET的特性曲线 2.转移特性曲线— VGS对ID的控制特性 增强型MOS管特性小结 耗尽型MOSFET 耗尽型MOSFET的特性曲线 场效应三极管的参数和型号 4. 输入电阻RGS (2) 场效应三极管的型号 几种常用场效应三极管的主要参数 双极型三极管与场效应三极管的比较 场效应管放大电路 分压式自偏压电路 小信号分析法 (2)交流分析 （1）偏置电路及静态分析 直流通道 VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2) VGS= VG－VS= VG－IDR ID= IDSS[1－(VGS /VP)]2 VDS= VDD－ID(R+Rd ) 由此可以解出VGS、ID和VDS。 (1)直流分析 低频模型 高频模型 小信号等效电路 ①电压放大倍数 ②输入电阻 ③输出电阻 * 结型场效应管 场效应晶体三极管是由一种载流子导电的、用输入电压控制输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有自由电子导电的N沟道器件和空穴导电的P沟道器件。 按照场效应三极管的结构划分，有结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。 1.结构 N 沟道 PN结 N沟道场效应管工作时，在栅极与源极之间加负电压，栅极与沟道之间的PN结为反偏。 在漏极、源极之间加一定正电压，使N沟道中的多数载流子(电子)由源极向漏极漂移，形成iD。iD的大小受VGS的控制。 P沟道场效应管工作时，极性相反，沟道中的多子为空穴。 当VGS＜0时，PN结反偏，耗尽层变厚，沟道变窄，沟道电阻变大，ID减小； VGS更负，沟道更窄，ID更小；直至沟道被耗尽层全部覆盖，沟道被夹断， ID≈0。这时所对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP。 在栅源间加电压VGS＞VP，漏源间加电压VDS。则因漏端耗尽层所受的反偏电压为VGD=VGS-VDS，比源端耗尽层所受的反偏电压VGS大,(如:VGS=-2V, VDS =3V, VP=-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为-5V，源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端的耗尽层比源端厚，沟道比源端窄，故VDS对沟道的影响是不均匀的，使沟道呈楔形。 当VDS增加到使VGD=VGS-VDS =VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断点， 随VDS增大，这种不均匀性越明显。 当VDS继续增加时，预夹断点向源极方向伸长为预夹断区。由于预夹断区电阻很大，使主要VDS降落在该区，由此产生的强电场力能把未夹断区漂移到其边界上的载流子都扫至漏极，形成漏极饱和电流。 （动画2-6） ①输出特性曲线 恒流区：(又称饱和区或放大区） 特点:(1)受控性： 输入电压vGS控制输出电流 (2)恒流性：输出电流iD 基本上不受输出电压vDS的影响。 用途:可做放大器和恒流源。 条件:(1)源端沟道未夹断 (2)源端沟道予夹断 特点:(1)当vGS 为定值时,iD 是 vDS 的线性函数，管子的漏源间呈现为线性电阻，且其阻值受 vGS 控制。 （2）管压降vDS 很小。 用途：做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关。 条件：源端与漏端沟道都不夹断 用途：做无触点的、接通状态的电子开关。 条件：整个沟道都夹断 击穿区 当漏源电压增大到 时，漏端PN结发生雪崩击穿，使iD 剧增的区域。其值一般为（20— 50）V之间。由于VGD=VGS-VDS, 故vGS越负，对应的VP就越小。管子不能在击穿区工作。 特点： 输入电压VGS对输出漏极电流ID的控制 结型场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 绝缘栅型场效应管Metal Oxide Semiconductor —— MOSFET 分为