东北农业大学电气与信息学院模拟电子技术课件 第9讲.ppt

第九讲 场效应管及其放大电路 第九讲 场效应管及其放大电路 一、场效应管（以N沟道为例） 栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用 漏-源电压对漏极电流的影响 转移特性 输出特性 2. 绝缘栅型场效应管 增强型MOS管uDS对iD的影响 耗尽型MOS管 MOS管的特性 3. 场效应管的分类工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性 二、场效应管静态工作点的设置方法 1. 基本共源放大电路 2. 自给偏压电路 3. 分压式偏置电路 三、场效应管放大电路的动态分析 1. 场效应管的交流等效模型 2. 基本共源放大电路的动态分析 3. 基本共漏放大电路的动态分析 基本共漏放大电路输出电阻的分析 四、复合管 复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。 讨论一判断下列各图是否能组成复合管 讨论二 * 一、场效应管 二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法 三、场效应管放大电路的动态分析 四、复合管 场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。 1. 结型场效应管 导电沟道 源极 栅极 漏极 符号 结构示意图 沟道最宽 沟道变窄 沟道消失称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？ UGS（off） uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。 预夹断 uGD＝UGS（off） VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。 场效应管工作在恒流区的条件是什么？ uGDUGS（off） uGDUGS（off） 夹断电压 漏极饱和电流 场效应管工作在恒流区，因而uGS＞UGS（off）且uDS＜UGS（off）。 为什么必须用转移特性描述uGS对iD的控制作用？ g-s电压控制d-s的等效电阻 预夹断轨迹，uGD＝UGS（off） 可变电阻区 恒 流 区 iD几乎仅决定于uGS 击 穿 区 夹断区（截止区） 夹断电压 IDSS ΔiD 不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。 低频跨导： uGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。 增强型管 SiO2绝缘层 衬底 耗尽层 空穴 高掺杂 反型层 大到一定值才开启 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？ iD随uDS的增大而增大，可变电阻区 uGD＝UGS（th）,预夹断 iD几乎仅仅受控于uGS，恒流区 刚出现夹断 uGS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻 耗尽型MOS管在 uGS＞0、 uGS ＜0、 uGS ＝0时均可导通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在uGS＞0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。 加正离子 小到一定值才夹断 uGS=0时就存在导电沟道 1)增强型MOS管 2)耗尽型MOS管 开启电压 夹断电压 uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＞0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＜0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ 根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源 由正电源获得负偏压 称为自给偏压 哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？ 为什么加Rg3?其数值应大些小些？ 哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？ 即典型的Q点稳定电路 近似分析时可认为其为无穷大！ 根据iD的表达式或转移特性可求得gm。 与晶体管的h参数等效模型类比： 若Rd=3kΩ， Rg=5kΩ， gm=2mS，则 与共射电路比较。 若Rs=3kΩ，gm=2mS，则 若Rs=3kΩ，gm=2mS，则Ro=? 不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。 目的：增大β，减小前级驱动电流，改变管子的类型。 在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。 清华大学 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn Ri=? Ro=? *