模拟电子技术基础5.1.ppt

上页 下页 返回 模拟电子技术基础 5.1 结型场效应管 5.1.1 结型场效应管的结构和类型 s g d P+ N P+ SiO2 保护层 N沟道JFET结构示意图 N P+ P+ 形成SiO2保护层 以N型半导体作衬底 上下各引出一个电极 左右各引出一个电极 两边个引出一个电极 两边个引出一个电极 两边扩散两个高浓度的P型区 漏极d（drain) 源极s（source) 栅极g（gate) N P+ P+ N型导电沟道 符号 称为N沟道JFET 符号 P沟道JFET结构示意图 P N+ N+ P型导电沟道 s g d N沟道结型场效应管 P沟道结型场效应管 结型场效应管分 5.1.2 结型场效应管的工作原理 电路图 G D S 1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用 a．当uGS=0时 N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 沟道无变化 g b．UGS(off)uGS0 N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 P+ – + (a) PN结加宽 (b) PN结主要向N区扩展 (c) 导电沟道变窄 (c) 导电沟道电阻增大 g N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 P+ P+ (a) PN结合拢 (b) 导电沟道夹断 c． 0 uGS=UGS(off) UGS(off)—— 栅源截止电压或夹断电压 – + g 2．当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用 N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 – + g N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 – + a．0uDS|UGS(off)| (b) 沿沟道有电位梯度 (c)沿沟道PN结反偏电压不同 (a) 漏极电流iD≠0， uDS增大，iD增大 uDS (d)沟道PN结呈楔形 g N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 – + P+ b．uDS=|UGS(off)| (a) iD达到最大值 (b) 沟道点夹断(预夹断) ? g c．uDS|UGS(off)| N P+ N型导电沟道 s d =0 P+ – + (b) 沟道夹断区延长 g (a) iD达到最大值，且几乎不随uDS的增大而变化 3．当uDS ≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用 a. uDS和uGS将一起改变沟道的宽度 c.当uDG=|UGS(off) | 时沟道出现预夹断 b.PN结在漏极端的反偏电压最大 uDG= uDS–uGS N P+ N型导电沟道 s d P+ – + + – g (1) JFET是利用uGS 所产生的电场变化来改变沟道电阻的大小。 (2) 场效应管为一个电压控制型的器件。 (3) 在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。 小结 在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。 即JFET是利用电场效应控制沟道中流通的电流大小，因而称为场效应管。 5.1.3 结型场效应管的伏安特性 在正常工作的情况下，iG =0，管子无输入特性。 + + – – 1．输出特性（漏极特性） 2 4 0 6 10 20 可 变 电 阻 区 放大区 截止区 + + – – 2 4 0 6 10 20 可 变 电 阻 区 (1) 可变电阻区 a. uDS较小 c. uDS ＜|UGS(off)| + uGS d. 管子相当于受uGS控制的压控电阻 各区的特点 b. 沟道尚未夹断 放大区 (2) 放大区 放大区也称为饱和区、恒流区。 b. uDS≥ |UGS(off)| + uGS a. 沟道预夹断 c. iD几乎与uDS无关 d. iD只受uGS的控制 2 4 0 6 10 20 截止区 a. uGS＜UGS(off) (3) 截止区 b.沟道完全夹断 c. iD≈0 2 4 0 6 10 20 2．转移特性 表示场效应管的uGS对iD的控制特性 定义 ? ? ? ? (1) 对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同。 曲线特点 (2) 当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。 ? ? O O 上页 下页 返回 模拟电子技术基础