场效应管及其放大电路改PPT讲稿.ppt

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1、场效应管及其放大电路改第1页，共29页，编辑于2022年，星期六12.6.1 2.6.1 场效应管场效应管FETFET（以（以N N沟道为例）沟道为例）晶体管晶体管双极性管；电流控制器件；双极性管；电流控制器件；Ri i不高（不高（iB B00）场效应管场效应管单极性管；电压控制器件；单极性管；电压控制器件；iG G0,0,Ri i=10=107 710101212。FET FET结型、绝缘栅型（结型、绝缘栅型（MOSMOS）1.1.结型场效应管结型场效应管(JFET)(JFET)N N沟道沟道、P P沟道沟道导电沟道导电沟道(N沟道多子沟道多子为电子为电子)源极源极栅极栅极漏极漏极(b)N(

2、b)N沟道结构示意图沟道结构示意图2.6 2.6 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路(a)a)符号符号有三个极：源极（有三个极：源极（s）、栅极（、栅极（g）、漏极（）、漏极（d），对应于晶体管的），对应于晶体管的e、b、c.第2页，共29页，编辑于2022年，星期六2 （1 1）uDSDS=0,=0,uGSGS对导电沟道的控制作用对导电沟道的控制作用(a)a)uGSGS=0=0沟道最宽沟道最宽|uGSGS|增大增大沟道变窄沟道变窄,Rdsds|uGSGS|=|=UGS(off)GS(off)沟道消失沟道消失(夹断夹断),),Rdsds=uGS可以改变耗尽层宽度，控制导电沟道的宽度，可以

3、改变耗尽层宽度，控制导电沟道的宽度，即即uGSGS可以可以改变沟道电阻改变沟道电阻Rdsds的大小。的大小。夹断夹断电压电压 工作原理工作原理第3页，共29页，编辑于2022年，星期六3（2 2）转移特性）转移特性uGSGS对对iD D控制作用控制作用(UGS（off）uGSUGS（off）uGD0、uGDUGS(off):iDuDS可变电阻区可变电阻区。uDSuGD=UGS(off)“预夹断预夹断”当当uDSuGD0、uGDUGS(off):iDuDS可变电阻区。可变电阻区。uGSUGS(off)，夹断，夹断Rds=，iD0(5uA)夹断电压夹断电压 uDSuGD=UGS(off)“预夹断预

4、夹断”；当当uDSuGDuGS(off)，夹断区加长、阻，夹断区加长、阻力力，增加部分用于克服阻力，增加部分用于克服阻力，iD几乎不变几乎不变恒流区恒流区！iD几乎仅决定于几乎仅决定于uGS(=iC/iB)第6页，共29页，编辑于2022年，星期六6JFETJFET转移特性与输出特性曲线的对应关系转移特性与输出特性曲线的对应关系正常工作条件：正常工作条件：第7页，共29页，编辑于2022年，星期六72.2.绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（IGFET;MOSIGFET;MOS）uGS=0,无导电沟道，即使无导电沟道，即使uDS0，仍有仍有 iD=0 。uGS增大，耗尽层增宽；形成反型层增大，

5、耗尽层增宽；形成反型层导电沟道。导电沟道。使沟道刚刚形成的使沟道刚刚形成的uGSUGS(th)开启电压开启电压。uGS愈大，反型层愈厚，沟道电阻愈大，反型层愈厚，沟道电阻Rds愈小。愈小。uGS可改变可改变Rds的大小。的大小。SiO2绝缘层绝缘层（衬底）（衬底）耗尽层耗尽层空穴空穴高掺杂高掺杂反型层反型层1）uDS 0，uGS对导电沟道的影响对导电沟道的影响（1）N沟道增强型沟道增强型MOS管管第8页，共29页，编辑于2022年，星期六82）转移特性）转移特性uGS对对iD控制作用控制作用 (a)uGS 0管导通管导通随随uGS沟道变深沟道变深 iD 压控器件压控器件(c)(c)近似公式：近

6、似公式：第9页，共29页，编辑于2022年，星期六9*3)uGS(UGS(th)为定值，为定值，uDS对对iD的影响的影响 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N N沟道增强型沟道增强型MOSMOS管工作在恒流区的条件是什么？管工作在恒流区的条件是什么？uDS 较小较小，iD随随uDS的的增大而增大增大而增大可变电阻区可变电阻区 uDSuGDUGS（th）预夹断预夹断uDS,夹断区增长，夹断区增长，iD几几乎仅受控于乎仅受控于uGS，恒流区恒流区刚出现夹断刚出现夹断第10页，共29页，编辑于2022年，星期六10 uDS=0，少子无定向移动，

7、少子无定向移动，iD=0；uDS0，iDuDS可变电阻区可变电阻区 uGS0uGS0第11页，共29页，编辑于2022年，星期六11N沟道增强型沟道增强型MOS管特性曲线管特性曲线uDS0，uGS0第12页，共29页，编辑于2022年，星期六12（2）N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管耗尽型耗尽型MOS管：管：uDS0，uGS可可 0、0、0，灵活方便。，灵活方便。加正离子加正离子 uGS=0，正离子，正离子反型层，反型层，uDS0iD=IDSS饱和漏极电流饱和漏极电流 uGS0,反型层变厚，反型层变厚，iD第13页，共29页，编辑于2022年，星期六133.场效应管的分类场效应管的分类工作在恒

8、流区时工作在恒流区时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？第14页，共29页，编辑于2022年，星期六14FET特点特点(1)压控器件压控器件(电场效应电场效应)(2)单极性管单极性管(3)Ri高，噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，耗电省高，噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，耗电省(4)体积小，重量轻，寿命长。体积小，重量轻，寿命长。(5)(5)易受静电影响而损坏易受

9、静电影响而损坏.第15页，共29页，编辑于2022年，星期六15 1.1.基本共源放大电路基本共源放大电路 N沟道沟道MOS管放大条件：管放大条件：UGSUGS(th)，UDSUGS-UGS(th)2.6.2 2.6.2 场效应管放大电路场效应管放大电路（1）静态分析（）静态分析（Ui=0）第16页，共29页，编辑于2022年，星期六16（2 2）动态分析）动态分析 1 1）场效应管的交流等效模型）场效应管的交流等效模型Id第17页，共29页，编辑于2022年，星期六172)2)基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析Id例例2.6.1 P120第18页，共29页，编辑于2022年

10、，星期六182.基本共漏放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析若Rs=3k，gm=2mS，则（1）Au和和Ri第19页，共29页，编辑于2022年，星期六19（2 2）基本共漏放大电路）基本共漏放大电路R Ro o若Rs=3k，gm=2mS，则Ro=?例例2.6.2P122第20页，共29页，编辑于2022年，星期六203.3.自给偏压电路自给偏压电路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静态分析：静态分析：第21页，共29页，编辑于2022年，星期六214.分压式偏置电路分压式偏置电路(典型的典型的Q点稳定电路点稳定电路)为什么加为什么加Rg3?其数值应大些小些？

11、其数值应大些小些？联立求解联立求解：UGSQ、IDQ第22页，共29页，编辑于2022年，星期六22(1)静态分析静态分析求：求：UDS和和 IDVDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k第23页，共29页，编辑于2022年，星期六23uoVDD=20VRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k（2 2）动态分析）动态分析sgR2R1RGRLdRLRDRo=RD=10k第24页，共29页，编辑于2022年，星期六242.7 2.7 复合管放大电路复合管放大电路复合管：多只管子合理连接等效成一只管子

12、。复合管：多只管子合理连接等效成一只管子。不同类型的管子复合后，其类型决定于不同类型的管子复合后，其类型决定于T T1 1管。管。目的：增大目的：增大、rbe，改变管子的类型。，改变管子的类型。uBE=uBE1+uBE2=iB1rbe1+iB2rbe2=rbe=uBE/iB(iB1)=第25页，共29页，编辑于2022年，星期六25*讨论一讨论一判断下列各图是否能组成复合管判断下列各图是否能组成复合管 在合适的外加电压下，每在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。路，才能组成复合管。第26页，共29页，编辑于2022年，星期六26*讨论三讨论三

13、判断下列各图是否能组成复合管判断下列各图是否能组成复合管第27页，共29页，编辑于2022年，星期六27Ri=?Ro=?*讨论三讨论三第28页，共29页，编辑于2022年，星期六28第二章第二章 基本放大电路复习要求基本放大电路复习要求一、重点掌握的内容一、重点掌握的内容 1放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载线、最放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载线、最大不失真输出电压、放大倍数、输入电阻与输出电阻的概念。大不失真输出电压、放大倍数、输入电阻与输出电阻的概念。2放大电路的组成原则，各种基本放大电路（共射、共集、共基）的放大电路的组成原则，各种基本放大电路

14、（共射、共集、共基）的工作原理及特点，能根据具体要求选择电路类型。工作原理及特点，能根据具体要求选择电路类型。3近似估算单管共射放大电路、分压式工作点稳定电路的静态工作点；近似估算单管共射放大电路、分压式工作点稳定电路的静态工作点；用微变等效电路法分析计算用微变等效电路法分析计算Au(Aus)、Ri和和Ro。二、一般掌握的内容二、一般掌握的内容 1图解法分析波形失真，分析电路参数变化对静图解法分析波形失真，分析电路参数变化对静 Q点影响。点影响。2复合管的组成及其电流放大系数。复合管的组成及其电流放大系数。3.了解场效应管放大电路的特点。了解场效应管放大电路的特点。典型题例典型题例 自测题二；自测题二；习题习题2.1、2.11、2.13、2.18第29页，共29页，编辑于2022年，星期六29