西北大学《模拟电路基础》课件-第3-4章场效应管及放大电路.pptVIP

N （二）结型场效应管（JFET)结构 （一）结型场效应管（JFET)分类 可分为N沟道和P沟道两种，输入电阻约为107?。 P+ P+ G S D N沟道结型场效应管 导电沟道 二、结型场效应管 P沟道结型场效应管 S P N+ N+ D G 根据结型场效应三极管的结构，因它没有绝缘层，为保证不出现栅极电流，栅极只能工作在反偏的条件下，对于N沟道结型场效应三极管只能工作在负栅压区，P沟道的只能工作在正栅压区，否则将会出现栅流。现以N沟道为例说明其工作原理。 P+ P+ N G S D UDS ID N沟道结型场效应管 （三）结型场效应管的工作原理 二、结型场效应管 1、栅源电压对沟道的控制作用: （1）当UDS=0时，UGS在0V与UGS,off（负电压）之间变化，可控制沟道宽度，从而控制ID的大小； D P+ P+ N G S UGS 导电沟道消失时的栅源电压UGS称为夹断电压UGS,off （三）结型场效应管的工作原理 二、结型场效应管 二、结型场效应管 （2） UGS固定，当UGD?UGS,off时， ID随UDS的增加而加大； （3）当UDS 增大使UGD=UGS,off 时，耗尽层在漏极附近相遇，称为预夹断，夹断后 ID不再随UDS的增加而变化，进入恒流状态； 此时， ID 仅由UGS控制 1、栅源电压对沟道的控制作用: D P+ P+ N G S UDS ID UGS 预夹断 （三）结型场效应管的工作原理 与N沟道耗尽型MOS管的特性曲线基本相同，只不过耗尽型NMOS的栅源电压可正可负，而N沟道结型场效应三极管的栅源电压只能是为负。 UGS,off 可变 电阻 区 （四）结型场效应管的特性曲线 输出特性曲线 转移特性曲线 二、结型场效应管 各类场效应三极管的特性曲线 绝缘栅场效应管 N 沟 道 增 强 型 P 沟 道 增 强 型 绝缘栅场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 结型场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 三、场效应管的主要参数及特点 （一）直流参数 2. 饱和漏极电流IDSS 耗尽型MOSFET、JFET，当UGS=0时所对应的漏极电流。 1.阈值电压（or称为开启电压、夹断电压) 漏源电压UDS恒定时，使ID=0时的电压。 增强型MOSFET阈值电压用UGS,th表示，也成为开启电压； 耗尽型MOSFET和JFET阈值电压用UGS,off表示，也称为夹断电压。 3. 直流输入电阻RGS 栅源间所加的恒定电压UGS与流过栅极电流IGS之比。结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω， 绝缘栅场效应三极管RGS约是109～1015Ω。 1. 低频跨导gm 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用 gm的求法: ① 图解法：gm实际就是转移特性曲线 i D=f(uGS) 的斜率 ②解析法：如增强型MOS管存在 iD=K(uGS-UGS,th)2 （二）交流参数 gm与 iD成正比关系。 ⊿ID ⊿ UGS Q 练习：计算低频跨导gm 。 显然：gm大小与工作点有关, ID越大,gm越大。 （二）交流参数 2. 衬底跨导gmb 反映了衬底偏置电压对漏极电流ID的控制作用 跨导比 （二）交流参数 3. 动态漏极电阻rds 反映了uDS对iD的影响，实际上是输出特性曲线上工作点切线上的斜率。一般是几十～几百千欧姆。 （二）交流参数 三、效应管的主要参数及特点 4. 极间电容 Cgs—栅极与源极间电容，约1～3PF Cgd —栅极与漏极间电容，约1～3PF Csd —源极与漏极间电容，约0.1～1PF Cgb —栅极与衬底间电容Csb —源极与衬底间电容 Cdb —漏极与衬底间电容 主要的极间电容有： 极间电容影响FET的高频特性，越小越好。 （二）交流参数 三、效应管的主要参数及特点 2. 漏源击穿电压UDS,B (或用符号BUDS 表示） 使ID开始剧增时的UDS。 1.栅源击穿电压UGS ,B (或用符号BUGS表示） JFET：反向饱和电流剧增时的栅源电压。 MOS：使SiO2绝缘层击穿的电压。 （三）极限参数 3. 最大漏极电流IDM 管子正常工作时漏极电流的上限值。 4.最大漏极耗散功率PDM PD=iDuDS 应用：根据IDM 、PDM、 UDS,B可以确定管子的安全工作区。 三、效应管的主要参数及特点 附 录 1.与双极型三极管相同 第三位字母 J 代表结型场效应管，O 代表绝缘栅型场效应管。 第二位字母代表材料，D是P型硅N沟 道；C是N型硅P沟道。 例如3DJ6