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模拟电子技术基础场效应管放大电路第1页/共62页 25 场效应管放大电路5.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管5.3 结型场效应管（JFET）*5.4 砷化镓金属-半导体场效应管5.5 各种放大器件电路性能比较5.2 MOSFET放大电路第2页/共62页 3P沟道耗尽型P沟道P沟道N沟道增强型N沟道N沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)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，没有导电沟道场效应管的分类：第3页/共62页 45.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管5.1.1 N沟道增强型MOSFET5.1.5 MOSFET的主要参数5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET5.1.3 P沟道MOSFET5.1.4 沟道长度调制效应第4页/共62页 55.1.1 N沟道增强型MOSFET1. 结构（N沟道）L ：沟道长度W ：沟道宽度tox ：绝缘层厚度通常 W L 第5页/共62页 65.1.1 N沟道增强型MOSFET剖面图1. 结构（N沟道）符号第6页/共62页 75.1.1 N沟道增强型MOSFET2. 工作原理（1）vGS对沟道的控制作用当vGS≤0时 无导电沟道， d、s间加电压时，也无电流产生。当0vGS VT 时 产生电场，但未形成导电沟道（感生沟道），d、s间加电压后，没有电流产生。当vGS VT 时 在电场作用下产生导电沟道，d、s间加电压后，将有电流产生。 vGS越大，导电沟道越厚VT 称为开启电压第7页/共62页 82. 工作原理（2）vDS对沟道的控制作用?靠近漏极d处的电位升高?电场强度减小?沟道变薄当vGS一定（vGS VT ）时，vDS??ID??沟道电位梯度?整个沟道呈楔形分布第8页/共62页 9当vGS一定（vGS VT ）时，vDS??ID??沟道电位梯度? 当vDS增加到使vGD=VT 时，在紧靠漏极处出现预夹断。2. 工作原理（2）vDS对沟道的控制作用在预夹断处：vGD=vGS-vDS =VT第9页/共62页 10预夹断后，vDS??夹断区延长?沟道电阻??ID基本不变2. 工作原理（2）vDS对沟道的控制作用第10页/共62页 112. 工作原理（3） vDS和vGS同时作用时 vDS一定，vGS变化时 给定一个vGS ，就有一条不同的 iD – vDS 曲线。第11页/共62页 123. V-I 特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程① 截止区当vGS＜VT时，导电沟道尚未形成，iD＝0，为截止工作状态。第12页/共62页 133. V-I 特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程② 可变电阻区 vDS≤（vGS－VT）由于vDS较小，可近似为rdso是一个受vGS控制的可变电阻 第13页/共62页 143. V-I 特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程② 可变电阻区 ?n ：反型层中电子迁移率Cox ：栅极（与衬底间）氧化层单位面积电容本征电导因子其中Kn为电导常数，单位：mA/V2第14页/共62页 153. V-I 特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程③ 饱和区（恒流区又称放大区）vGS VT ，且vDS≥（vGS－VT）是vGS＝2VT时的iD V-I 特性：第15页/共62页 163. V-I 特性曲线及大信号特性方程（2）转移特性第16页/共62页 17（二）工作原理（1）增强型 MOS 场效管上一页下一页返 回下一节上一节 导电沟道的形成17第17页/共62页 185.1.2 N沟道耗尽型MOSFET1. 结构和工作原理（N沟道）二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子 可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流第18页/共62页 195.1.2 N沟道耗尽型MOSFET2. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （N沟道增强型）第19页/共62页 205.1.3 P沟道MOSFET第20页/共62页 21（2）耗尽型 MOS 场效管上一页下一页返 回下一节上一节21第21页/共62页 22（三）特性曲线上一页下一页返 回下一节上一节22第22页/共62页 23（四）四