模电第5章(5学时).ppt

小结： ★ 使用FET应特别利用：栅压控制、栅极（基本）无电流。 ★ 并注意各种不同类型管的VGS和VDS极性与电压范围（以s极作参考）： VDS极性取决于导电沟道类型：N沟道——VDS0 ； P沟道——VDS0 。 VGS极性取决于工作方式和导电沟道类型： J型： N沟道——VGS≤0 ； P沟道——VGS ≥0 。（保证栅-源反偏） MOS型：耗尽型：VGS正负均可。 增强型： N沟道——VGS≥VT ； P沟道——VGS≤VT 。 U D 例5-2．已知某场效应管的输出特性如图所示。试根据图中给出数据判断： （1）它是哪一种类型的FET？ （2）其夹断电压VP或开启电压VT约为多少？ （3）若是耗尽型，则其IDSS约为多少？ 解： （1）绝缘栅耗尽型。（因为VGS可正负） P沟道。（因为要使沟道夹断，需加正VGS 。） （2）VP=1.5V。 （3）IDSS≈-12mA。（对应于VGS=0V处） -0.5V VGS= 0V 0.5V 1.5V iD（mA） -vDS（V） 0 1V 16 12 8 4 10 20 30 40 U D 5.2 场效应管放大电路 5.2.1 场效应管的直流偏置电路及静态分析 1．直流偏置电路 FET偏置电路特点： ①因是电压控制器件，只要求建立合适的VGS而无须偏置电流。 ②不同类型FET对偏置电压极性的要求; ③工作点主要参数：VGS、VDS、ID 。 U D ■ 在FET放大电路中，有：零偏压、固定偏压、自偏压、混合偏压（分压式）；在集成电路中常用电流源作为偏置电路。 南通大学 第四章 电路定理 结型场效应管（JFET） 5.3 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管 5.1 场效应管放大电路 5.2 各种FET的特性比较及使用注意事项 5.5 第五章 场效应管放大电路 引言 5.0 本章重点 实例仿真 第五章．场效应管放大电路 二十世纪六十年代半导体平面工艺逐渐成熟后，发展出另一种三端放大器件：场效应管（FET——Field Effect Transistor）。 场效应管FQA28N50 大功率场效应管FQA24N50 D 特点：单极型导电（单极型晶体管）；利用电压（电场）进行放大控制。 优点明显： 电子噪声很小、热稳定性好，输入电阻非常大，管子功耗很低，抗辐射能力强，而且工艺简单、体积小、重量轻、寿命长，非常易于集成化。 第五章．场效应管放大电路 二十世纪六十年代半导体平面工艺逐渐成熟后，发展出另一种三端放大器件：场效应管（FET——Field Effect Transistor）。 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 FET JFET（Junction type—结型FET） MOSFET（Insulated Gate —绝缘栅FET） 按沟道类型分 按工作方式分 ●场效应管的分类： U D 第五章．场效应管放大电路 耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道 5.3 结型场效应管（JFET） 5.3.1 结构和工作原理 1．结构 ◎工艺特点： N沟道的FET，是在一块N（P）型半导体材料的两边扩散高浓度的P+（N+）区，形成两个PN结，分别引出三条脚，称为“栅极g、漏极d、源极s”，其作用类似于BJT管的“b、c、e”。 N P+ P+ U D s d g g 5.3 结型场效应管（JFET） 5.3.1 结构和工作原理 N P+ P+ s d g g P沟道 s g d s g d N沟道 JFET符号： 2．工作原理 ◎工作特点：（以s极作参考）： ①工作时g-s、g-d间的电压处于“反偏”，栅极（g极）电流非常小。 ②d极电流是通过中间的半导体沟道（N沟道）流向s极的，只有一种载流子（多子）参与导电。 ③JFET是依靠g极电压（电场效应）来控制漏极电流（与BJT不同）。 i 表示沟道 表示沟道 s g d 5.3 结型场效应管（JFET） 5.3.1 结构和工作原理 N P+ P+ s d g g 2．工作原理 （1）VGS对导电沟道的影响（设VDS=0） ②当VGS到达某一个电压时，耗尽层合拢，导电沟道消失，iD＝0，这一电压称为“夹断电压VP”。 ①当VGS从0→负电压变化时，耗尽层逐渐加宽，而导电沟道逐渐变窄（导电电阻增加），这时，若VDS≠0，则iD≠0。 注：由于耗尽层的存在，因此JFET是一种耗尽型的场效应管。 ■ 对于P沟道，则g-s、g-d间的反偏