第3章 场效应晶体管及其放大电路课件.pptVIP

第三章 场效应晶体管及其放大电路 晶体管是一种电流控制型器件，晶体管放大电路工作时，需要由信号源给晶体管提供一定的输入电流，所以，晶体管的输入电阻较低。 场效应晶体管是电压控制型器件，它利用电压改变电场的强弱来控制管子的导电能力，其控制端电流几乎为零，因而具有很高的输入电阻。 因为场效应晶体管工作时基本上只有一种载流子参与导电，所以也称为单极型晶体管，而晶体管工作时两种载流子均参与导电，所以也称为双极型晶体管。 场效应晶体管还具有热稳定性好、噪声低、抗辐射能力强、制造工艺简单、便于集成等优点，因此在电子电路中得到了广泛的应用。 第一节 场效应晶体管 第二节 场效应晶体管基本放大电路 *第三节 场效应晶体管应用电路举例 本章小结 第一节 场效应晶体管 场效应管的分类 根据结构和工作原理的不同，场效应管可分为两大类： 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 N沟道：增强型和耗尽型 P沟道：增强型和耗尽型 一、增强型绝缘栅场效应晶体管的结构及工作原理 源极 栅极 漏极 增强型N沟道MOS管结构示意图 增强型N沟道MOS管符号 增强型P沟道MOS管符号 二氧化硅(SiO2)绝缘层 金属 （一）结构及图形符号 （二）工作原理 UGS对ID及沟道的控制作用:栅源极电压UGS=0时,管子的漏极和源极之间没有导电通道,极间等效电阻很高,漏极电流ID近似为零。UGS足够大时，由于静电场作用，管子的漏极和源极之间将产生一个导电通道（称为沟道），极间等效电阻较小，在UDS作用下，可以形成一定的漏极电流ID。 （三）特性曲线(N沟道增强型MOS管特性） 1.转移特性 UGS(V) 0 ID(mA) 2 4 6 1 2 3 2.输出特性 0 4 8 16 1 2 3 12 20 UDS(V) ID(mA) 击穿区 恒流区 可变电阻区 夹断区 开启电压 二、耗尽型绝缘栅场效应晶体管的结构及工作原理 （一）结构及图形符号 源极 栅极 漏极 二氧化硅(SiO2)绝缘层 金属 耗尽型N沟道MOS管结构示意图 耗尽型N沟道MOS管符号 耗尽型P沟道MOS管符号 （二）特性曲线(N沟道耗尽型MOS管特性） 1.转移特性 ID(mA) UGS(V) 0 -3 -1 1 8 10 12 6 4 2 -2 夹断电压 2.输出特性 ID(mA) UDS(V) 0 4 8 10 8 10 12 6 4 2 6 2 14 12 16 夹断区 击穿区 恒流区 可变电阻区 三、结型场效应晶体管的特性 （一）结构及图形符号 P沟道 图形符号 N沟道 图形符号 （二）特性曲线 1.转移特性 ID(mA) UGS(V) 0 -3 -1 1 4 5 6 3 2 1 -2 -4 N沟道结型场效应管转移特性 2.输出特性 ID(mA) UDS(V) 0 4 8 10 4 5 3 2 1 6 2 14 12 16 击穿区 恒流区 可变电阻区 夹断区 N沟道结型场效应管工作状态与导电沟道的变化 各种场效应管的符号和特性曲线见P63表3-1（自学） 四、场效应管的主要参数 1．夹断电压UGS（off）或开启电压UGS（th） ID(mA) UGS(V) 0 -3 -1 1 8 10 12 6 4 2 -2 UGS(V) 0 ID(mA) 2 4 6 1 2 3 2．零偏漏极电流IDSS 3．漏源击穿电压U（BR）DS 4．栅源击穿电压U（BR）GS 5．直流输入电阻RGS 6．漏极最大耗散功率PDM 7．跨导gm 五、使用MOS管的注意事项 1．MOS管栅源之间的电阻很高，使得栅极的感应电荷不易泄放，因极间电容很小，故会造成电压过高使绝缘栅击穿。因此，保存MOS管应使三个电极短接，避免栅极悬空。焊接时，电烙铁的外壳应良好的接地，或烧热电烙铁后切断电源再焊。测试MOS场效应管时，应先接好线路再去除电极之间的短接，测试结束后应先短接各电极。测试仪器应有良好的接地。 2．有些场效应管将衬底引出，故有4个管脚，这种管子漏极与源极可互换使用。但有些场效应管在内部已将衬底与源极接在一起，只引出3个电极，这种管子的漏极与源极不能互换。 六、VMOS管介绍 VMOS场效应晶体管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应晶体管。它的最大耗散功率可高达几百瓦甚至上千瓦，漏源间的击穿电压可高达1200V。 VMOS管采用了纵向导电沟道，具有电流容量大（可高达200A）、耐压高、跨导线性好、开关速度快（可达3ns）等优良特性，在电压放大器、功率放大器、开关电源和逆变器中得到了广泛的应用。 氧化物 第二节 场效应晶体管基本放大电路 为了不失真地放大变化信号，场效应管放大电路必须设置合适的静态工作点。 一、自偏压放大电路（只适用于耗尽型管） 自偏压：UGS=－ID·RS UDS=VDD－ID(RD+