模电课件第5章.pptx
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1、15.3 结型场效应管结型场效应管(JFET)5.1 金属金属-氧化物氧化物-半导体半导体(MOS)场效应管场效应管5.2 MOSFET放大电路放大电路5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较*5.4 砷化镓金属砷化镓金属-半导体场效应管半导体场效应管第1页/共45页2q 掌握场效应管的直流偏置电路及分析;掌握场效应管的直流偏置电路及分析;q 场效应管放大器的微变等效电路分析场效应管放大器的微变等效电路分析法。法。第2页/共45页3N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道(耗尽型)FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)场效应管分类:第3页/共45页
2、45.1 金属氧化物半导体金属氧化物半导体 (MOSMOS)场效应管)场效应管MOSFETMOSFET简称MOSMOS管,它有N N沟道和P P沟道之分,其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种。耗尽型:当vGS0时,存在导电沟道,iD 0。增强型:当vGS0时,没有导电沟道,iD0。第4页/共45页55.1.1 N N沟道增强型沟道增强型MOSFETMOSFET1 1结构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第5页/共45页6N 沟道耗尽型PNNGSD予埋了导电沟道 GSD第6页/共45页7NPPGSDGSDP 沟道增
3、强型第7页/共45页8P 沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导电沟道 第8页/共45页92 2工作原理JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制,来改变导电沟道的宽窄,从而控制漏极电流的大小。而MOSFET则是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。第9页/共45页102 2工作原理(以N 沟道增强型为例)PNNGSDVDSVGSVGS=0时D-S 间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区第10页/共45页11PNNGSDVDSVGSVGS0时VGS足够大时(VGSVT)感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子VT称为开启电压
4、第11页/共45页12VGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,VGS越大此电阻越小。PNNGSDVDSVGS第12页/共45页13PNNGSDVDSVGS当VDS不太大时,导电沟道在两个N区间是均匀的。当VDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。第13页/共45页14PNNGSDVDSVGS夹断后,即使VDS 继续增加,ID仍呈恒流特性。IDVDS增加,VGD=VT 时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。第14页/共45页153 3特性曲线(增强型N沟道MOS管)第15页/共45页16输出特性曲线3 3特性曲线(增强型N沟道MOS管)可变电阻区击穿区IDU DS0UGS=5V4V-3V3
5、V-5V线性放大区第16页/共45页17转移特性曲线3 3特性曲线(增强型N沟道MOS管)0IDUGSVT在恒流区(线性放大区,即VGSVT时有:ID0是vGS=2VT时的iD值。第17页/共45页184 4参数P P210210表5.1.15.1.1列出了MOSFETMOSFET的主要参数。第18页/共45页195.1.2 N N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFETMOSFET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0IDUGSVT第19页/共45页20输出特性曲线IDU DS0UGS=0UGS0第20页/共45页2
6、15.2 MOSFET放大电路放大电路 直流偏置电路直流偏置电路 静态工作点静态工作点 FET小信号模型小信号模型 动态指标分析动态指标分析 三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较5.2.1 FET的直流偏置及静态分析的直流偏置及静态分析5.2.2 FET放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法 第21页/共45页221.直流偏置电路直流偏置电路5.2.1 FET的直流偏置电路及静态分析的直流偏置电路及静态分析(1)自偏压电路偏压电路(2)分压式自偏压电路偏压电路vGSvGSvGSvGSvGSVGS=-IDR第22页/共45页232.静态工作点静态工作点Q点:VGS、
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