第5章 场效应管及其基本放大电路课件.pptVIP

第5章 场效应管及其放大电路 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 二、耗尽型绝缘栅场效应管 耗尽型 场效应管与晶体管的比较 5.2 场效应管放大电路 5.2 场效应管放大电路 1.自给偏压式偏置电路 NMOS管的低频小信号简化等效电路如图所示。 二、 动态分析 (2) 动态分析 +UDD RS CS C2 C1 RD RG + T + _ + _ ui uo IS + _ UGS 例：已知UDD =20V、RD=3k?、 RS=1k?、 RG=500k?、UGS(off)= –4V、IDSS=8mA， 确定静态工作点。 解：用估算法 UGS = – 1? ID UDS= 20 – 2（ 3 + 1 ）= 12 V 列出关系式 解出 UGS1 = –2V、UGS2 = –8V、ID1=2mA、ID2=8mA 因UGS2 UGS(off) 故舍去 ， 所求静态解为UGS = –2V ID=2mA、 2. 分压式偏置电路 (1) 静态分析 + – +UDD RS CS C2 C1 RG1 RD RG2 RG + + – RL ui uo 估算法： 将已知的UGS(off)、IDSS代入上两式，解出UGS、ID; 由 UDS= UDD – ID(RD+ RS) 解出UDS 列出静态时的关系式 流过 RG 的电流为零 S G D B iD iD S G D B S G D iD 电压放大倍数 输出电阻 微变等效电路图 RD S D G + - + - + - +UDD RS CS C2 C1 RD RG + T + _ + _ ui uo IS + _ UGS RG 电压放大倍数 RG1 RD RG2 RG + – RL + – S D G T 交流通路 输入电阻 RG RD RL S D G + - + - RG1 RG2 + - 输出电阻 3. 源极输出器(共漏极放大电路） +UDD RS C2 C1 RG1 RG2 RG + – RL ui uo + – + RG1 RS RG2 RG + – RL + – S D G T + – 交流通路 RG RS RL S D G + - + - RG1 RG2 + - 2.输入电阻 1.电压放大倍数 RG RS RL S D G + - + - RG1 RG2 + - 3.输出电阻 特点与晶体管的射极输出器一样 RG RS S D G + - RG1 RG2 + - 例：有一源极输出器，已知： 试估算 解： RG RS S D G + - RG1 RG2 + - * 5.1场效应晶体管 场效应晶体管FET (Field Effect Transistor) 是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，即是电压控制元件。它的输出电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的输入电阻高，且温度稳定性好。 结型场效应管： 按结构不同场效应管有两种: 绝缘栅型场效应管： 结型 JFET (Junction Field Effect Transistor) 绝缘栅型 IGFET(Insulated Gate FET)， MOS管 Metal-Oxide-Semiconductor 特点： 1. 单极性器件(一种载流子导电) 3. 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低 2. 输入电阻高 (107 ? 1015 ?，IGFET 可高达 1015 ?) 5.1.1 结型场效应管 1. 结构与符号 N 沟道 JFET P 沟道 JFET S — 源极 Source G — 栅极 Gate D — 漏极 Drain 相当于三极管的C 相当于三极管的B 相当于三极管的E 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UGS(off)。 在栅源间加电压VGS＞ UGS(off) ，漏源间加电压VDS。则因D端耗尽层所受的反偏电压比S端耗尽层所受的反偏电压大, 使靠近D端的耗尽层比S端厚，沟道比S端窄, 使沟道呈楔形。 当VDS增加到使VGD=VGS-VDS = UGS(