场效应管放大器.pptVIP

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。 ①栅源电压VGS对iD的控制作用 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VP。 ②漏源电压VDS对iD的影响 在栅源间加电压VGS＞VP，漏源间加电压VDS。则因漏端耗尽层所受的反偏电压为VGD=VGS-VDS，比源端耗尽层所受的反偏电压VGS大,(如:VGS=-2V, VDS =3V, VP=-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为-5V，源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端的耗尽层比源端厚，沟道比源端窄，故VDS对沟道的影响是不均匀的，使沟道呈楔形。 当VDS增加到使VGD=VGS-VDS =VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断点， 随VDS增大，这种不均匀性越明显。 当VDS继续增加时，预夹断点向源极方向伸长为预夹断区。由于预夹断区电阻很大，使主要VDS降落在该区，由此产生的强电场力能把未夹断区漂移到其边界上的载流子都扫至漏极，形成漏极饱和电流。 JFET工作原理（动画2-9) （动画2-6） (3)伏安特性曲线 ①输出特性曲线 恒流区：(又称饱和区或放大区） 特点:(1)受控性： 输入电压vGS控制输出电流 (2)恒流性：输出电流iD 基本上不受输出电压vDS的影响。 用途:可做放大器和恒流源。 条件:(1)源端沟道未夹断 (2)源端沟道予夹断 可变电阻区 特点:(1)当vGS 为定值时,iD 是 vDS 的线性函数，管子的漏源间呈现为线性电阻，且其阻值受 vGS 控制。 （2）管压降vDS 很小。 用途：做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关。 条件：源端与漏端沟道都不夹断 夹断区 用途：做无触点的、接通状态的电子开关。 条件：整个沟道都夹断 击穿区 当漏源电压增大到 时，漏端PN结发生雪崩击穿，使iD 剧增的区域。其值一般为（20— 50）V之间。由于VGD=VGS-VDS, 故vGS越负，对应的VP就越小。管子不能在击穿区工作。 特点： ②转移特性曲线 输入电压VGS对输出漏极电流ID的控制 结型场效应管的特性小结 结型场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 金属-氧化物-半导体场效应管 绝缘栅型场效应管Metal Oxide Semiconductor —— MOSFET 分为 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道 增强型： 没有导电沟道， 耗尽型： 存在导电沟道， N沟道 P沟道 增强型 N沟道 P沟道 耗尽型 N沟道增强型场效应管 N沟道增强型场效应管的工作原理 （1）栅源电压VGS的控制作用 当VGS=0V时，因为漏源之间被两个背靠背的 PN结隔离，因此，即使在D、S之间加上电压, 在D、S间也不可能形成电流。 当 0＜VGS＜VT (开启电压)时， 果在衬底表面形成一薄层负离子的耗尽层。漏源间仍无载流子的通道。管子仍不能导通，处于截止状态。 通过栅极和衬底间的电容作用，将栅极下方P型衬底表层的空穴向下排斥，同时，使两个N区和衬底中的自由电子吸向衬底表层，并与空穴复合而消失，结 1 . 栅源电压VGS的控制作用 的N型沟道。把开始形成反型层的VGS值称为该管的开启电压VT。这时，若在漏源间加电压 VDS，就能产生漏极电流 I D，即管子开启。 VGS值越大，沟道内自由电子越多，沟道电阻越小，在同样 VDS 电压作用下， I D 越大。这样，就实现了输入电压 VGS 对输出电流 I D 的控制。 当VGS＞VT时，衬底中的电子进一步被吸至栅极下方的P型衬底表层，使衬底表层中的自由电子数量大于空穴数量，该