电子技术教案：第四章 场效应管放大电路.ppt

4.2 砷化镓金属-半导体场效应管 砷化镓是化学元素周期表中镓和砷二者组成的单晶体化合物，是一种新型的半导体材料。它的特性与周期表中硅类似，但重要的差别之一是， GaAs的电子迁移率比硅约大5-10倍。用GaAs制造有源器件时，具有比硅器件快得多的转换速度（例如在截止、饱和导通间变化）。高速砷化镓三极管正被用于微波电路、高频放大和高速数字逻辑电路中。 4–4–5 场效应管的低频小信号模型 因为 画出式(4.4.1)和式(4.4.2)所对应的等效电路分别如图4.4.7(a),(b)所示。由于栅流iG=0,RGS=∞，所以输入回路等效电路可以不画出。可见，场效应管低频小信号等效电路比晶体管的还简单。 在转移特性曲线上, 作出VGS=-IDRS的曲线。由上式可看出它在vGS~iD坐标系中是一条直线, 找出两点即可。 令 连接该两点, 在vGS~iD坐标系中得一直线, 此线与转移特性曲线的交点, 即为Q点, 对应Q点的值为: 另一种常用的偏置电路为分压式偏置电路, 如图4.4.4所示。该电路适合于增强型和耗尽型MOS管和结型场效应管。为了不使分压电阻 R1、R2 对放大电路的输入电阻影响太大, 故通过 RG 与栅极相连。 该电路栅、 源电压为 图 4.4.4 分压式偏置电路 利用计算法求解时, 需联立解下面方程组 4.4.2 场效应管的微变等效电路 求微分式 定义 场效应管仅存关系: 如果用id、vgs、vds分别表示iD、vGS、vDS的变化部分, 则式 可写为 4.4.3 共源极放大电路 图 4.4.5 共源极放大电路微变等效电路 1. 电压放大倍数(Au) 式中, 2. 输入电阻ri 3. 输出电阻ro 4.4.4 共漏放大器(源极输出器) 1. 电压放大倍数(Au) 式中, 所以 整理后得 于是得 图 4.4.6 源极输出器 2. 输入电阻ri 3. 输出电阻ro 令Vs=0, 并在输出端加一信号V2 。 所以 (4.4.2) (4.4.1) 以正弦复数值表示，上式可改写为 通常rds较大， 对Id的影响可以忽略，则 * * 第四章 场效应管放大电路 4.1 结型场效应管 4.2 砷化镓金属-半导体场效应管 4.3 金属-氧化物-半导体场效应管 4.4 场效应管放大电路 4.5 场效应管的特点 图4.1.1 结型场效应管的结构示意图和符号 4.1 结型场效应管 图 4.1.2 当VDS=0时VGS对导电沟道的影响示意图 1. VGS对导电沟道的影响 4.1.2 工作原理 图 4.1.3 VDS对导电沟道和ID的影响 2. VDS对导电沟道和ID的影响  4.1.3 特性曲线 1.输出特性曲线 图4.1.4 N沟道结型场效应管的输出特性 根据工作情况, 输出特性可划分为4个区域, 即: 可变电阻区、 恒流区、击穿区和截止区。 2. 转移特性曲线 图4.1.5 N沟道结型场效应管的转移特性曲线 1. 饱和漏极电流IDSS IDSS是耗尽型和结型场效应管的一个重要参数, 它的定义是当栅源之间的电压VGS等于零, 而漏、源之间的电压VDS大于夹断电压VP时对应的漏极电流。 4.1.4 场效应管的主要参数 2. 夹断电压VP  VP也是耗尽型和结型场效应管的重要参数, 其定义为当VDS一定时,使ID减小到某一个微小电流(如1μA, 50μA)时所需的VGS值。  3. 直流输入电阻RGS   RGS是栅、源之间所加电压与产生的栅极电流之比。由于栅极几乎不索取电流, 因此输入电阻很高。 结型为106 Ω以上, MOS管可达1010Ω以上。  4. 低频跨导gm 跨导gm的单位是mA/V。它的值可由转移特性或输出特性求得。 4.1.6 根据场效应管的特性曲线求gm 5. 极间电容 场效应管三个电极之间的电容,包括CGS、CGD和CDS。这些极间电容愈小, 则管子的高频性能愈好。 一般为几个pF。 6.漏极最大允许耗散功率PDm PDm与ID、VDS有如下关系: 这部分功率将转化为热能, 使管子的温度升高。PDm决定于场效应管允许的最高温升。  7.漏、源间击穿电压BVDS 在场效应管输出特性曲线上, 当漏极电流ID急剧上升产生雪崩击穿时的VDS。工作时外加在