《模拟电子技术》课件——场效应管的主要参数及小信号模型.pptx

模拟电子技术

场效应管的主要参数及小信号模型

内容提要

一、场效应管的主要参数

二、场效应管的小信号等效模型

三、场效应管的主要特点及使用注意事项

场效应管的主要参数及小信号模型

①开启电压UGS(th)（或UT）(增强型)指uDS为某值，使漏极电流iD大于0所需的最小的uGS值。

UGS(th)

②饱和漏极电流IDSS

耗尽型结型场效应管，当uGS=0时，出现预夹断在放大区时所对应的漏极电流。

1、场效应管的主要参数

③直流输入电阻RGS

指漏源间短路时，栅源间所加电压与栅极电流之比

JFET：RGS=107109

MOSFET：RGS=1091015

1）性能参数

直流参数

夹断电压UGS(off)（或UP）(耗尽型结型)

在规定的环境温度和漏源电压uDS下，当漏极电流iD趋向于零时，所需的栅源反偏电压uGS

1、场效应管的主要参数

1）性能参数

交流参数

①低频跨导gm

反映了uGS对iD的控制能力，

单位S(西门子)。常用毫西门子(mS，mA/V)。相当于三极管的β

②漏极输出电阻rDS栅源电压一定的情况下，漏源电压的变化量与漏极电流变化量的比值。

③极间电容

栅源间极间电容CGS，栅漏间极间电容CGD，漏源间极间电容CDS，它们是影响场效应管高频性能的交流参数，越小越好。

场效应管的参数也会受温度的影响，但比半导体三极管要小得多，这主要是因为场效应管靠多子导电。

场效应管的主要参数及小信号模型

①最大漏极电流IDM

为管子正常工作时允许的最大漏极电流。

1、场效应管的主要参数

②最大漏极功耗PDM

PDM＞uDSiD，受管子最高工作温度限制。

③漏源击穿电压U（BR）DS：漏源间能承受的最大电压。即uDS增大到U(BR)DS，使栅漏间发生反相击穿，iD开始急剧上升时的uDS值。

④栅源击穿电压U（BR）GS：栅源间能承受的最大电压。对于结型场效应管是栅极与沟道间PN结的反向击穿电压，对于MOS管，是使绝缘层击穿时的电压。

2）极限参数

与半导体三极管类似，场效应管的三个极限参数PDM、U（BR）DS、IDM构成了管的安全工作区。

场效应管的主要参数及小信号模型

（1）表示场效应管特性的方程

Q点附近，gm、rds为常数，用相量可表示为

2、场效应管的小信号等效模型

取其全微分，可得

场效应管的主要参数及小信号模型

（2）场效应管微变等效模型

gmUgs是压控电流源，它体现了输入电压对输出电流的控制作用。gm称为低频跨导。

从输入回路看，iG0，故认为g、s极间开路；从输出回路看，漏极电流受栅源电压控制

场效应管的主要参数及小信号模型

2、场效应管的小信号等效模型

（3）工作点处跨导gm的估算

①结型及耗尽型MOS管

Q点处：

②增强型MOS管

同理，由gm的定义得

由gm的定义，将iD求导得

gm与Q有关，类似rbe，静态动态桥梁作用

场效应管的主要参数及小信号模型

2、场效应管的小信号等效模型

3、场效应管的主要特点及使用注意事项

特点：

FET为电压控制型器件，栅极基本无电流，输入电阻高，常用做高输入阻抗输入级。

单极型，多子导电，受温度、辐射等外界因素影响小。

噪声比BJT小（尤其是JFET）。

MOS管制造工艺简单，体积小，功耗小，易集成。

FET使用注意事项：

MOS管衬底与源极通常接在一起。若没接在一起，对于源极区和漏极区对称的，源极漏极可互换使用。

MOS管输入电阻极高，使栅极感应电荷产生高压造成管子击穿。为避免栅极悬空及减少感应，储存时应将三个极短路；焊接时，用镊子短路三个极，并将电烙铁断电后焊接；不能用万用表检测，只能接入测试仪后再去掉短路线测试，取下前也应先短路。

JFET可在栅源极开路情况下储存和用万用表检测。只要源极区和漏极区对称的，源极漏极可互换使用。

场效应管的主要参数及小信号模型

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