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放大电路基础5 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望场效应管是电压控制元件场效应管是电压控制元件,多子导电，输入阻抗高，多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。温度稳定性好。2.11 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路 三极管是电流控制元件，多数载流子和少数载流三极管是电流控制元件，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。子都参与运行，所以被称为双极型器件。增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道场效应管场效应管 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管结型场效应管结型场效应管22.11.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管一、结构和电路符号一、结构和电路符号PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层导电沟道导电沟道金属铝金属铝GSDN沟道增强型沟道增强型3N 沟道耗尽型沟道耗尽型PNNGSD预埋了导预埋了导电沟道电沟道 GSD在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当uGS=0时，这些正离子已经感应出了沟道.4NPPGSDGSDP 沟道增强型沟道增强型5P 沟道耗尽型沟道耗尽型NPPGSDGSD预埋了导预埋了导电沟道电沟道 6二、二、MOSMOS管的工作原理管的工作原理以以N 沟道增强型为例沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时时D-S 间相当于间相当于两个反接的两个反接的PN结结ID=0对应截止区对应截止区7PNNGSDUDSUGSUGS0时时UGS足够大时足够大时（UGSVT）将将P区少子电子聚集区少子电子聚集到到P区表面区表面，形形成导电沟道，如成导电沟道，如果此时加有漏源果此时加有漏源电压，就可以形电压，就可以形成漏极电流成漏极电流id。感应出电子感应出电子VT称为阈值电压称为阈值电压8UGS较小时，导较小时，导电沟道相当于电电沟道相当于电阻将阻将D-S连接起连接起来，来，UGS越大此越大此电阻越小。电阻越小。PNNGSDUDSUGS9UTiD=f(uGS)uDS=常数常数三、增强型三、增强型N N沟道沟道MOSMOS管的特性曲线管的特性曲线输出特性曲线输出特性曲线转移特性曲线转移特性曲线10 一个重要参数一个重要参数跨导跨导gm gm=iD/uGS uDS=const gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。在转移特性曲线上，在转移特性曲线上，gm为的曲线的斜率。为的曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出在输出特性曲线上也可求出gm。11N N沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的基本特性管的基本特性u uGSGS U UT T，管子截止，管子截止u uGSGS U UT T，管子导通，管子导通u uGSGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压越大，沟道越宽，在相同的漏源电压u uDSDS作用下，漏极电流作用下，漏极电流I ID D越大越大12四、耗尽型四、耗尽型N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线耗尽型的耗尽型的MOS管管UGS=0时就有导电沟道，加反向时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。电压才能夹断。转移特性曲线转移特性曲线0IDUGSVT13输出特性曲线输出特性曲线IDU DS0UGS=0UGS014 N N沟道沟道耗尽型耗尽型MOSMOS管的管的特点特点当当u uGSGS=0=0时，就有沟道，加入时，就有沟道，加入u uDSDS，就有，就有i iD D。当当u uGSGS0 0时，沟道增宽，时，沟道增宽，i iD D进一步增加。进一步增加。当当u uGSGS0 0时，沟道变窄，时，沟道变窄，i iD D减小。减小。1516.11.3 16.11.3 场效应管放大电路场效应管放大电路(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管工静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。对简单。(2)动态：能为交流信号提供通路。动态：能为交流信号提供通路。静态分析：静态分析：估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法：分析方法：16很大，很大，可忽略。可忽略。GSDuGSiDuDSSGDugsgmugsudsSGDrDSugsgmugsuds一一.场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路17二二.场效应管的共源极放大电路场效应管的共源极放大电路一、静态分析一、静态分析求：求：UDS和和 ID。设：设：VGUGS则：则：VG VS而：而：IG=0所以：所以：UDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k18uoUDD=20VRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k二、动态分析二、动态分析sgR2R1RGRLdRLRD微变等效电路微变等效电路19sgR2R1RGRLdRLRDro=RD=10k 20三三.源极输出器源极输出器uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G一、静态分析一、静态分析VS VGUDS=UDD-VS=20-5=15V21uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2Griro ro gR2R1RGsdRLRS微变等效电路微变等效电路二、动态分析二、动态分析22riro ro gR2R1RGsdRLRS微变等效电路微变等效电路输入电阻输入电阻 ri23输出电阻输出电阻 ro加压求流法加压求流法gd微变等效电路微变等效电路ro ro R2R1RGsRS24小结小结(1)场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。(2)场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出)输入输入输出反相，电压放大倍数大于输出反相，电压放大倍数大于1；输出电；输出电阻阻=RD。(3)场效应管源极跟随器输入输出同相，电场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于压放大倍数小于1且约等于且约等于1；输出电阻；输出电阻小。小。25第二章 结束26
