模电课件(三).ppt

5.1 金属－氧化物－半导体场效应管 一、N沟道增强型MOSFET 一、N沟道增强型MOSFET 增强型MOS管特性曲线小结 耗尽型MOS管特性曲线小结 作 业 5.1.1 5.1.2 作 业 5.2.2 5.2.9 ①栅源电压VGS对iD的控制作用 ②漏源电压VDS对iD的影响 可变电阻区:（ vDS较小的区域） 夹断区： 结型场效应管的特性小结 双极型三极管与场效应三极管的比较 作 业 5.3.3 5.3.5 5.3.8 假设工作在饱和区 满足 假设成立，结果即为所求。 解： 例： 设Rg1=60k?，Rg2=40k?，Rd=15k?， 试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源电压VDSQ 。 VDD=5V， VT=1V， 5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 （2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路 饱和区 需要验证是否满足 5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 静态时，vI＝0，VG ＝0，ID ＝I 电流源偏置 VS ＝ VG － VGS （饱和区） 5.2.1 MOSFET放大电路 2. 图解分析 由于负载开路，交流负载线与直流负载线相同 5.2.1 MOSFET放大电路 3. 小信号模型分析 （1）模型 静态值 （直流） 动态值 （交流） 非线性失真项 当，vgs 2(VGSQ- VT )时， 5.2.1 MOSFET放大电路 3. 小信号模型分析 （1）模型 ??0时 高频小信号模型 3. 小信号模型分析 解：例5.2.2的直流分析已求得： （2）放大电路分析（例5.2.5） s 3. 小信号模型分析 （2）放大电路分析（例5.2.5） s 3. 小信号模型分析 （2）放大电路分析（例5.2.6） 共漏 3. 小信号模型分析 （2）放大电路分析 5.3 结型场效应管 5.3.1 JFET的结构和工作原理 5.3.2 JFET的特性曲线及参数 5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析法 N 5.3.1 JFET的结构和工作原理 1. JFET的结构和符号 # 符号中的箭头方向表示什么？ 表示栅结正向偏置时，电流方向是由P指向N。 P P+ P+ D S G D G S N沟道JFET 栅极 漏极 源极 D G S P沟道JFET N+ N+ B C E B C E 符号： N型导电沟道 Ｐ型导电沟道 5.3.1 JFET的结构和工作原理 JFET的结构和符号（动画效果） 　　 N沟道JFET工作时，必须在栅极和源极之间加一个负电压——VGS 0 G N P+ P+ D S 栅极—沟道间的PN结反偏， 栅极电流iG?0， 在D-S间加一个正电压—— VDS0 　 N沟道中的多子（电子）由S向D运动，形成漏极电流iD。iD的大小取决于VDS的大小和沟道电阻。 改变VGS可改变沟道电阻，从而改变iD 。 iD iG 主要讨论VGS对iD的控制 作用以及VDS对iD的影响。 电子 ＶGS ＶDS 栅极输入电阻很高（高达107?以上）。 2. 工作原理 （以N沟道JFET为例） iD 当VGS＜0时，PN结反偏，耗尽层变宽，沟道变窄，沟道电阻变大，ID减小。 VGS更负时，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 。 2. 工作原理 iD 对于N沟道的JFET，VP 0。 iD 设VGS=0， 开始VDS? ID ? 随着VDS↑,G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。 此时VDS ? 夹断区延长 ? 沟道电阻? 当VDS增加到使VGD=VGS -VDS =VP 时，耗尽层在漏端靠拢，称为预夹断。 ? ? ? ID基本不变 2. 工作原理 iD 2. 工作原理 ③VGS和VDS同时作用时 导电沟道变窄，更容易被夹断， 当VP VGS0 时， 对于同样的VDS ， ID的值比VGS=0时的值要小。 在预夹断处 VGD=VGS-VDS =VP (或VDS=VGS - VP) 2. 工作原理 JFET的工作原理（动画效果） 综上分析可知 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。 JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制。 预夹断前iD与vDS呈近似线性关