第三章场效应管及其放大电路精选文档.ppt

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1、第三章场效应管及其放大电路本讲稿第一页，共六十页重点难点重点难点重点重点：共源（共源（CSCS）、共栅（）、共栅（CGCG）、共漏（）、共漏（CDCD）三）三 种组态放大器的分析方法，静态工作点的设置。种组态放大器的分析方法，静态工作点的设置。难点难点：结型和绝缘栅型场效应管的结构和工作原理结型和绝缘栅型场效应管的结构和工作原理本讲稿第二页，共六十页N沟道沟道P沟道沟道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（耗尽型）（耗尽型）FET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型(IGFET)分类：分类：耗尽型耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道

2、存在：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在增强型增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道本讲稿第三页，共六十页3.1场效应三极管场效应三极管只只有有一一种种载载流流子子参参与与导导电电，且且利利用用电电场场效效应应来来控控制制电电流流的的三极管，称为三极管，称为场效应管场效应管，也称，也称单极型三极管。单极型三极管。场效应管分类场效应管分类结型场效应管结型场效应管绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管特点特点单极型器件单极型器件(一种载流子导电一种载流子导电)；输入电阻高；输入电阻高；工工艺艺简简单单、易易集集成成、功功耗耗小小、体体积积小小、成本低。

3、成本低。本讲稿第四页，共六十页3.1.1绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管由由金金属属、氧氧化化物物和和半半导导体体制制成成。称称为为金金属属-氧氧化化物物-半半导导体体场效应管场效应管，或简称，或简称MOS场效应管场效应管。特点：输入电阻可达特点：输入电阻可达109 以上。以上。类型类型N沟道沟道P沟道沟道增强型增强型耗尽型耗尽型增强型增强型耗尽型耗尽型UGS=0时漏源间存在导电沟道称时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；耗尽型场效应管；UGS=0时漏源间不存在导电沟道称时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。增强型场效应管。本讲稿第五页，共六十页一、一、N沟道增强型沟道增强型MOS场效应管场

4、效应管1.结构结构P型衬底型衬底N+N+BGSDSiO2源极源极S漏极漏极D衬底引线衬底引线B栅极栅极G图图3.1N沟道增强型沟道增强型MOS场效应管的结构示意图场效应管的结构示意图SGDB符号#符号中的箭头方向表示什么？符号中的箭头方向表示什么？符号中的箭头方向表示什么？符号中的箭头方向表示什么？本讲稿第六页，共六十页2.工作原理工作原理绝绝缘缘栅栅场场效效应应管管利利用用UGS来来控控制制“感感应应电电荷荷”的的多多少少，改改变变由这些由这些“感应电荷感应电荷”形成的导电沟道的状况，以控制漏极电流形成的导电沟道的状况，以控制漏极电流ID。工作原理分析工作原理分析(1)UGS=0漏漏源源之之

5、间间相相当当于于两两个个背背靠靠背背的的PN结结，无无论论漏漏源源之之间间加加何何种种极性电压，极性电压，总是不导电总是不导电。SBD图图3.2本讲稿第七页，共六十页(2)UDS=0，0UGSUT)导导电电沟沟道道呈呈现现一一个个楔楔形形。漏漏极形成电流极形成电流ID。b.UDS=UGSUGS(th)，UGD=UGS(th)靠靠近近漏漏极极沟沟道道达达到到临临界界开开启启程程度，出现预夹断。度，出现预夹断。c.UDSUGSUGS(th)，UGDUGS(th)由由于于夹夹断断区区的的沟沟道道电电阻阻很很大大，UDS逐逐渐渐增增大大时时，导导电电沟沟道道两两端电压基本不变，端电压基本不变，ID因而

6、基本不变。因而基本不变。a.UDSUGS(th)P型衬底型衬底N+N+BGSDVGGVDDP型衬底型衬底N+N+BGSDVGGVDDP型衬底型衬底N+N+BGSDVGGVDD夹断区夹断区本讲稿第九页，共六十页DP型衬底型衬底N+N+BGSVGGVDDP型衬底型衬底N+N+BGSDVGGVDDP型衬底型衬底N+N+BGSDVGGVDD夹断区夹断区图图3.3UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响(a)UGDUGS(th)(b)UGD=UGS(th)(c)UGDUGS(th)本讲稿第十页，共六十页3.特性曲线特性曲线(a)转移特性转移特性(b)漏极特性漏极特性ID/mAUDS/VO预夹断轨迹预夹断轨

7、迹恒流区恒流区击穿区击穿区可变可变电阻区电阻区UGSUGS(th)时时)三三个个区区：可可变变电电阻阻区区、恒恒流区流区(或饱和区或饱和区)、击穿区。、击穿区。UT2UTIDOUGS/VID/mAO图图3.4(a)图图3.4(b)本讲稿第十一页，共六十页二、二、N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS场效应管场效应管P型衬底型衬底N+N+BGSD+制制造造过过程程中中预预先先在在二二氧氧化化硅硅的的绝绝缘缘层层中中掺掺入入正正离离子子，这这些些正正离离子子电电场场在在P型型衬衬底底中中“感感应应”负负电电荷荷，形形成成“反反型型层层”。即即使使UGS=0也会形成也会形成N型导电沟道。型导电沟道。+UGS=

8、0，UDS0，产产生生较较大的漏极电流；大的漏极电流；UGS0；UGS正、负、零正、负、零均可。均可。ID/mAUGS/VOUP(a)转移特性转移特性IDSS图图3.7MOS管的符号管的符号SGDBSGDB(b)漏极特性漏极特性ID/mAUDS/VO+1VUGS=0 3V 1V 2V43215101520图图3.6特性曲线特性曲线本讲稿第十三页，共六十页DSGN符符号号3.1.2结型场效应管结型场效应管一、结构一、结构图图3.7N沟道结型场效应管结构图沟道结型场效应管结构图N型型沟沟道道N型硅棒型硅棒栅极栅极源极源极漏极漏极P+P+P型区型区耗尽层耗尽层(PN结结)在在漏漏极极和和源源极极之之

9、间间加加上上一一个个正正向向电电压压，N型型半半导导体体中中多多数载流子电子可以导电。数载流子电子可以导电。导导电电沟沟道道是是N型型的的，称称N沟道结型场效应管沟道结型场效应管。本讲稿第十四页，共六十页P沟道场效应管沟道场效应管图图3.8P沟道结型场效应管结构图沟道结型场效应管结构图N+N+P型型沟沟道道GSDP沟沟道道场场效效应应管管是是在在P型型硅硅棒棒的的两两侧侧做做成成高高掺掺杂杂的的N型型区区(N+)，导导电电沟沟道道为为P型型，多数载流子为空穴。，多数载流子为空穴。符号符号GDS本讲稿第十五页，共六十页二、工作原理二、工作原理N沟道结型场效应管沟道结型场效应管用改变用改变UGS大

10、小来控制漏极电流大小来控制漏极电流ID的。的。GDSNN型型沟沟道道栅极栅极源极源极漏极漏极P+P+耗尽层耗尽层*在在栅栅极极和和源源极极之之间间加加反反向向电电压压，耗耗尽尽层层会会变变宽宽，导导电电沟沟道道宽宽度度减减小小，使使沟沟道道本本身身的的电电阻阻值值增增大大，漏漏极极电电流流ID减减小小，反反之之，漏漏极极ID电电流将增加。流将增加。*耗耗尽尽层层的的宽宽度度改改变变主主要要在沟道区。在沟道区。本讲稿第十六页，共六十页1.设设UDS=0，在在栅栅源源之之间间加加负负电电源源VGG，改改变变VGG大大小小。观察耗尽层的变化。观察耗尽层的变化。ID=0GDSN型型沟沟道道P+P+(a

11、)UGS=0UGS=0时时，耗耗尽尽层层比比较较窄窄，导导电电沟比较宽沟比较宽UGS由由零零逐逐渐渐增增大大，耗耗尽尽层层逐逐渐渐加加宽宽，导导电电沟沟相应变窄。相应变窄。当当UGS=UGS(off)，耗耗尽尽层层合合拢拢，导导电电沟沟被被夹夹断断，夹夹断电压断电压UGS(off)为负值。为负值。ID=0GDSP+P+N型型沟沟道道(b)UGS0，在在栅栅源源间间加加负负电电源源VGG，观察，观察UGS变化时耗尽层和漏极变化时耗尽层和漏极ID。UGS=0，UDG，ID较大。较大。GDSP+NISIDP+P+VDDVGG UGS0，UDG0时，耗尽层呈现楔形。时，耗尽层呈现楔形。(a)(b)本讲

12、稿第十八页，共六十页GDSP+NISIDP+P+VDDVGGUGS|UGS(off)|,ID 0,夹夹断断GDSISIDP+VDDVGGP+P+(1)改改变变UGS，改改变变了了PN结结中中电电场场，控控制制了了ID，故故称称场场效效应应管管或或电电压压控控控控元元件件；(2)结结型型场场效效应应管管栅栅源源之之间间加加反反向向偏偏置置电电压压，使使PN反反偏偏，栅栅极极基基本本不取电流，因此，场效应管输入电阻很高。不取电流，因此，场效应管输入电阻很高。(c)(d)本讲稿第十九页，共六十页三、特性曲线三、特性曲线1.转移特性转移特性(N沟道结型场效应管为例沟道结型场效应管为例)O UGSIDI

13、DSSUGS（off）图图3.10转移特性转移特性UGS=0，ID最大；最大；UGS愈负，愈负，ID愈小；愈小；UGS=UP，ID 0。两个重要参数两个重要参数饱和漏极电流饱和漏极电流 IDSS(UGS=0时的时的ID)夹断电压夹断电压UGS（off)(ID=0时的时的UGS)UDSIDVDDVGGDSGV+V+UGS图图3.9特性曲线测试电路特性曲线测试电路+mA本讲稿第二十页，共六十页1.转移特性转移特性O uGS/VID/mAIDSSUP图图3.11转移特性转移特性2.漏极特性漏极特性当当栅栅源源之之间间的的电电压压UGS不不变变时时，漏漏极极电电流流ID与与漏漏源源之之间间电电压压UD

14、S的关系，即的关系，即结结型型场场效效应应管管转转移移特特性性曲线的近似公式：曲线的近似公式：本讲稿第二十一页，共六十页IDSS/VID/mAUDS/VOUGS=0V-1-2-3-4-5-6-7预夹断轨迹预夹断轨迹恒流区恒流区击穿区击穿区可变可变电阻区电阻区漏极特性也有三个区：漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和击穿区。可变电阻区、恒流区和击穿区。2.漏极特性漏极特性UDSIDVDDVGGDSGV+V+UGS图图3.12特性曲线测试电路特性曲线测试电路+mA图图3.13(b)漏极特性漏极特性本讲稿第二十二页，共六十页场场效效应应管管的的两两组组特特性性曲曲线线之之间间互互相相联联系系，可可

15、根根据据漏漏极极特特性用作图的方法得到相应的转移特性。性用作图的方法得到相应的转移特性。UDS=常数常数ID/mA0 0.5 1 1.5UGS/VUDS=15V5ID/mAUDS/V0UGS=0 0.4V 0.8V 1.2V 1.6V10 15 20250.10.20.30.40.5结结型型场场效效应应管管栅栅极极基基本本不不取取电电流流，其其输输入入电电阻阻很很高高，可可达达107 以以上上。如如希希望望得得到到更更高高的的输输入入电电阻阻，可可采采用用绝绝缘缘栅栅场场效效应管。应管。图图3.14在漏极特性上用作图法求转移特性在漏极特性上用作图法求转移特性本讲稿第二十三页，共六十页综上分析可

16、知综上分析可知 沟道中只有一种类型的沟道中只有一种类型的多子多子参与导电，参与导电，所以场效应管也称为所以场效应管也称为单极型单极型三极管三极管。JFETJFET是是电压控制电流电压控制电流器件，器件，i iD D受受v vGSGS控制控制预夹断前预夹断前i iD D随随v vDSDS增长而线性增长；预夹断后，增长而线性增长；预夹断后，i iD D趋趋于饱和。于饱和。结型场结型场效应管效应管 JFET JFET栅极与沟道间的栅极与沟道间的PNPN结是反向偏置的，因结是反向偏置的，因 此此i iG G 0 0，输入电阻很高输入电阻很高。end本讲稿第二十四页，共六十页结型场效应管的结型场效应管的

17、缺点缺点：1.栅源极间的电阻虽然可达栅源极间的电阻虽然可达10107 7以上，但在以上，但在某些场合某些场合仍嫌不够高。仍嫌不够高。3.3.栅源极间的栅源极间的PNPN结加结加正向电压正向电压时，将出时，将出现较大的栅极电流。现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.2.在在高温下高温下，PNPN结的反向电流增大，栅结的反向电流增大，栅源极间的源极间的电阻会显著下降。电阻会显著下降。结型场效结型场效应管应管本讲稿第二十五页，共六十页种种类类符符号号转移特性转移特性漏极特性漏极特性结型结型N沟道沟道耗耗尽尽型型 结型结型P沟道沟道耗耗尽尽型

18、型 绝缘绝缘栅型栅型N沟道沟道增增强强型型SGDSGDIDUGS=0V+UDS+o oSGDBUGSIDOUT表表1-2各类场效应管的符号和特性曲线各类场效应管的符号和特性曲线+UGS=UTUDSID+OIDUGS=0V UDSOUGSIDUPIDSSOUGSID/mAUPIDSSO本讲稿第二十六页，共六十页种种类类符符号号转移特性转移特性漏极特性漏极特性绝缘绝缘栅型栅型N沟道沟道耗耗尽尽型型绝缘绝缘栅型栅型P沟道沟道增增强强型型耗耗尽尽型型IDSGDBUDSID_UGS=0+_OIDUGSUPIDSSOSGDBIDSGDBIDIDUGSUTOIDUGSUPIDSSO_ _IDUGS=UTUD

19、S_ _o o_ _UGS=0V+_ _IDUDSo o+本讲稿第二十七页，共六十页各类场效应管工作在恒流区时各类场效应管工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？可工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？才工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？才工作在恒流区的场效应管有哪几种？本讲稿第二十八页，共六十页不同不同FET类型对偏置电压的要求类型对偏置电压的要求PMOS本讲稿第二十九页，共六十页双极型和场效应型三级管的比较双极型和场效应型三级管的比较本讲稿第三十页，共六十页双

20、极型和场效应型三级管的比较双极型和场效应型三级管的比较本讲稿第三十一页，共六十页场效应管的特点：场效应管的特点：1.场效应管是电压控制元件；场效应管是电压控制元件；2.栅极几乎不取用电流，输入电阻非常高；栅极几乎不取用电流，输入电阻非常高；3.一种极性的载流子导电，噪声小，受外界温度及辐射影响小；一种极性的载流子导电，噪声小，受外界温度及辐射影响小；4.制造工艺简单，有利于大规模集成；制造工艺简单，有利于大规模集成；5.跨导较小，电压放大倍数一般比三极管低。跨导较小，电压放大倍数一般比三极管低。本讲稿第三十二页，共六十页3.3场效应管的主要参数场效应管的主要参数I IDSSDSS是是耗耗尽尽型

21、型和和结结型型场场效效应应管管的的一一个个重重要要参参数数,它它的的定定义义是是当当栅栅源源之之间间的的电电压压U UGSGS等等于于零零,而而漏漏、源源之之间间的电压的电压U UDSDS大于夹断电压大于夹断电压U UP P时对应的时对应的漏极电流漏极电流。3.3.1 直流参数直流参数1.饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS 2.夹断电压夹断电压UP U UP P也也是是耗耗尽尽型型和和结结型型场场效效应应管管的的重重要要参参数数,其其定定义义为为当当U UDSDS一一定定时时,使使I ID D减减小小到到某某一一个个微微小小电电流流(如如1 1AA,50,50AA)时所需的时所需的U UGSGS

22、值。值。本讲稿第三十三页，共六十页 U UT T是是增增强强型型场场效效应应管管的的重重要要参参数数,它它的的定定义义是是当当U UDSDS一一定定时时,漏漏极极电电流流I ID D达达到到某某一一数数值值(例例如如1010AA)时时所所需需加的加的U UGSGS值。值。3.开启电压开启电压UT 4.直流输入电阻直流输入电阻RGSR RGSGS是是栅栅、源源之之间间所所加加电电压压与与产产生生的的栅栅极极电电流流之之比比。由由于于栅栅极极几几乎乎不不索索取取电电流流,因因此此输输入入电电阻阻很很高高。结结型型为为10106 6 以以上上,MOSMOS管管可可达达10101010以以上。上。本讲

23、稿第三十四页，共六十页3.3.2交流参数交流参数 跨导跨导gm的单位是的单位是mA/V。它的值可由转移特性或输出特性求得。它的值可由转移特性或输出特性求得。1.低频跨导低频跨导gm 2.极间电容极间电容 场场效效应应管管三三个个电电极极之之间间的的电电容容,包包括括CGS、CGD和和CDS。这这些些极极间间电电容容愈小愈小,则管子的高频性能愈好。则管子的高频性能愈好。一般为几个一般为几个pF。本讲稿第三十五页，共六十页3.3.3极限参数极限参数1.漏极最大允许耗散功率漏极最大允许耗散功率PDmPDm与与ID、UDS有如下关系有如下关系:这这部部分分功功率率将将转转化化为为热热能能,使使管管子子

24、的的温温度度升升高高。PDm决决定定于场效应管允许的最高温升。于场效应管允许的最高温升。2.漏、源间击穿电压漏、源间击穿电压BUDS 在在场场效效应应管管输输出出特特性性曲曲线线上上,当当漏漏极极电电流流ID急急剧剧上上升升产产生生雪雪崩崩击击穿穿时的时的UDS。工作时外加在漏、源之间的电压不得超过此值。工作时外加在漏、源之间的电压不得超过此值。本讲稿第三十六页，共六十页3.栅源间击穿电压栅源间击穿电压BUGS结型结型场效应管正常工作时场效应管正常工作时,栅、源之间的栅、源之间的PNPN结处于结处于反反向偏置向偏置状态状态,若若U UGSGS过高过高,PN,PN结将被击穿。结将被击穿。本讲稿第

25、三十七页，共六十页三种基本组态：三种基本组态：共源共源(CS)、共漏共漏(CD)和和共栅共栅(CG)场场效效应应管管组组成成放放大大电电路路的的原原则则和和方方法法与与三三极极管管相相同同：为为使使场场效效应应管管正正常常工工作作，各各电电极极间间必必须须加加上上合合适适的的偏偏置置电电压压；为为了了实实现现不不失失真真放放大大，也也同同样样需需要要设设置置合合适适且且稳稳定定的的静静态工作点态工作点。场场效效应应管管是是一一种种电电压压控控制制器器件件，只只需需提提供供栅栅偏偏压压，而而不需要提供栅极电流，不需要提供栅极电流，所以它的偏置电路有其自身的特点。所以它的偏置电路有其自身的特点。二

26、、二、场效应管放大电路场效应管放大电路本讲稿第三十八页，共六十页1）基本共源极放大电路）基本共源极放大电路图图3.15共源极放大电路原理电路共源极放大电路原理电路VDD+uO iDVT+uIVGGRGSDGRD与双极型三极管对应关系与双极型三极管对应关系bG,eS,cD为为了了使使场场效效应应管管工工作作在在恒恒流流区区实实现现放放大大作作用，应满足：用，应满足：图示电路为图示电路为N沟道增强型沟道增强型MOS场效应管场效应管组成的放大电路。组成的放大电路。(UT：开启电压：开启电压)本讲稿第三十九页，共六十页一、静态分析一、静态分析VDD+uO iDVT+uIVGGRGSDGRD图图3.15

27、共源极放大电路原理电路共源极放大电路原理电路两种方法两种方法近似估算法近似估算法图解法图解法(一一)近似估算法近似估算法MOS管栅极电流为管栅极电流为零，当零，当uI=0时时UGSQ=VGG而而iD与与uGS之间近似满足之间近似满足(当当uGSUT)式中式中 IDO为为uGS=2UT时的值。时的值。则静态漏极电流为则静态漏极电流为本讲稿第四十页，共六十页(二二)图解法图解法图图3.7.4用图解法分析共源极放用图解法分析共源极放大电路的大电路的Q点点VDDIDQUDSQQ利用式利用式uDS=VDD iDRD画出直流负载线。画出直流负载线。图中图中IDQ、UDSQ即为静态值。即为静态值。本讲稿第四

28、十一页，共六十页图 3.16 场效应管共源放大电路2.自给偏压电路自给偏压电路本讲稿第四十二页，共六十页由正电源获得负偏压由正电源获得负偏压称为自给偏压称为自给偏压哪种场效应管能够采用这种电路形式设置哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？点？+VDDuOuIRgRdRsRL本讲稿第四十三页，共六十页 图 3.17分压偏置式共源放大电路3分压分压自偏压式共源放大电路自偏压式共源放大电路本讲稿第四十四页，共六十页一、静态分析一、静态分析(一一)近似估算法近似估算法根据输入回路列方程根据输入回路列方程图图3.17分压分压-自偏式共源自偏式共源放大电路放大电路+VT+RGSDGRDR2VDD+RL

29、RSR1C1CSC2+解联立方程求出解联立方程求出UGSQ和和IDQ。本讲稿第四十五页，共六十页+VT+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+图图2.7.7分压分压-自偏式共自偏式共源放大电路源放大电路列输出回路方程求列输出回路方程求UDSQUDSQ=VDDIDQ(RD+RS)(二二)图解法图解法由式由式可可做做出出一一条条直直线线，另另外外，iD与与uGS之之间间满满足足转转移移特特性性曲曲线线的的规律，二者之间交点为静态工作点。确定规律，二者之间交点为静态工作点。确定UGSQ，IDQ。本讲稿第四十六页，共六十页根据漏极回路方程根据漏极回路方程在在漏漏极极特特性性曲曲线线上上做

30、做直直流流负负载载线线，与与uGS=UGSQ的的交交点点确确定定Q，由，由Q 确定确定UDSQ和和IDQ值。值。UDSQuDS=VDDiD(RD+RS)3 uDS/ViD/mA012152V105uGS4.5V4V3.5VUGSQ3VVDDQIDQuGS/ViD/mAO24612QIDQUGSQUGQ图图3.18用图解法分析图用图解法分析图3.17电路的电路的Q点点本讲稿第四十七页，共六十页【例例1】已知已知VDD=18V，Rs=1k，Rd=3k，Rg=3M，耗尽型，耗尽型MOS管的管的VP=-5V，IDSS=10mA。试用。试用估算法估算法求电路的静态求电路的静态工作点。工作点。解：解：不合

31、题意，舍去。不合题意，舍去。本讲稿第四十八页，共六十页【例例2】解：解：栅极回路有栅极回路有:设设VDD=15V，Rd=5k，Rs=2.5k，R1=200k，R2=300k，Rg=10M，RL=5k，并设电，并设电容容C1、C2和和Cs足够大。试用足够大。试用图解法图解法分析静态工作点分析静态工作点Q，估算，估算Q点上场效点上场效应管的跨导应管的跨导gm。由图可得由图可得VGSQ=3.5V，IDQ=1mA。本讲稿第四十九页，共六十页由由转转移移特特性性得得:开开启启电电压压VT=2V；当当VGS=2VT=4V时时，ID=IDO=1.9mA。由由图图可可求求得得静静态态时时的的VDSQ=7.5V

32、。输出回路列出直流负载线方程：输出回路列出直流负载线方程：VDS=VDD-ID(Rd+Rs)=15-7.5ID本讲稿第五十页，共六十页【例例3】为增强型为增强型NMOSFET设计偏置电路。设设计偏置电路。设VT=2V，IDO=0.65mA，其余电路参数如图中所示。要求工作在放大区，其余电路参数如图中所示。要求工作在放大区，ID=0.5mA,且流过偏置电阻且流过偏置电阻R1和和R2的电流约为的电流约为0.1ID，试，试选择偏置电阻选择偏置电阻R1和和R2的阻值。的阻值。解：解：假设假设MOS管工作在放大管工作在放大区区(即饱和区即饱和区)。(舍去舍去)本讲稿第五十一页，共六十页MOS工作在放大区

33、，假设正确。工作在放大区，假设正确。取标称值：取标称值：R2=100k，R1=110k。验证假设是否成立：验证假设是否成立：本讲稿第五十二页，共六十页二、二、场效应管线性与开关场效应管线性与开关电压传输特性电压传输特性FET除了与三极管一样用作放大器除了与三极管一样用作放大器和可控开关外，还可用作压控电阻。和可控开关外，还可用作压控电阻。本讲稿第五十三页，共六十页BCQD段段：VTvGS6V，FET工工作作在在恒恒流流区区（放放大区）内。大区）内。例如例如用作放大器用作放大器本讲稿第五十四页，共六十页EFG段段：vGS6V，FET工工作作在在可可变电阻区变电阻区，vO0AB段段：vGSVT，F

34、ET工工作作在在截截止区止区，vOVDD令令vGS0，输入一，输入一个快速变化的矩形个快速变化的矩形波，则波，则FET交替工交替工作在作在截止区截止区和和可变可变电阻区电阻区。用作可控开关用作可控开关本讲稿第五十五页，共六十页当当vGS=9V时时，工工作作点点移移至至F点点，MOS管管 工工 作作 于于 可可 变变 电电 阻阻 区区，vDS=0.2V，相当于开关接通，相当于开关接通；当当vGS=0V时时，工工作作点点移移至至A，MOS管管截截止止，vDS=12V,iD=0,相相当当于于开开关关断开断开。本讲稿第五十六页，共六十页用作压控电阻用作压控电阻在在可可变变电电阻阻区区，iD随随vDS近

35、近似似线线性性增增加加，且且vDS与与iD的的比比值值(即即RDS)受受vGS控制控制，等效为压控电阻。，等效为压控电阻。电路电路vDS较较低低时时（+1VvDS-1V)的输出特性的输出特性RDS与与vGS的关系的关系本讲稿第五十七页，共六十页小小结结1.场效应管种类很多，主要有结型和绝缘栅场效应管场效应管种类很多，主要有结型和绝缘栅场效应管结型有结型有N沟道和沟道和P沟道两种，沟道两种，N沟道在沟道在UGS0下工作下工作绝缘栅场效应管有绝缘栅场效应管有N沟道增强型、沟道增强型、N沟道耗尽型、沟道耗尽型、P沟道增强型、沟道增强型、P沟道耗尽型四种类型。增强型不存在原始导电沟道，沟道耗尽型四种类

36、型。增强型不存在原始导电沟道，UGS只在只在单一极性或正或负工作；而耗尽型存在原始沟道，单一极性或正或负工作；而耗尽型存在原始沟道，UGS可正可可正可负。负。2.场效应管是单极型电压控制器件，具有输入电阻高，一场效应管是单极型电压控制器件，具有输入电阻高，一般可达般可达109。本讲稿第五十八页，共六十页第四章 集成电路中的电子器件1 复合管2 多发射极管和多集电极管3 肖特基三极管本讲稿第五十九页，共六十页1、复合管复合管复合管的组成：两个或两个以上管子合理连接等效成一只管子。复合管的组成：两个或两个以上管子合理连接等效成一只管子。不同类型的管子复合后，不同类型的管子复合后，其类型决定于其类型决定于T1管。管。目的：增大目的：增大，减小前级驱动电流，改变管子的类型。，减小前级驱动电流，改变管子的类型。本讲稿第六十页，共六十页