第5章场效应管.pptx

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1、P沟道耗尽型P沟道P沟道N沟道增强型N沟道N沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)耗尽型耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在：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，没有导电沟道场效应管的分类：场效应管的分类：第1页/共22页一、场效应管一、场效应管（以（以N沟道为例）沟道为例）场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区(夹断区)、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。1.结型场效应管

2、结型场效应管导电沟道源极栅极漏极符号结构示意图第2页/共22页栅栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？UGS（off）第3页/共22页漏漏-源电压源电压uDS对漏极电流的影响对漏极电流的影响uGSUGS（off）且不变，VDS增大 iD增大。预夹断uGDUGS（off）VDS的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGDUGS（off）uGDUGS（off）uGD=uGS-uDSuDS uGS-uG

3、S(off)第4页/共22页夹断电压漏极饱和电流转移特性转移特性场效应管工作在恒流区，因而 uGSUGS(off);uDS uGS-UGS(off)。第5页/共22页uGS控制d-s间的等效电阻Rds=uDS/iD输出特性输出特性预夹断轨迹，uGDUGS（off）可变电阻区恒流区iD几乎仅决定于uGS击穿区夹断区（截止区）夹断电压IDSSiD 不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。低频跨导：uDS=uGS-uGS(off)第6页/共22页2.绝缘栅型场效应管(MOS管)uGS增大，反型层（N型导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。(一).N沟道增强型管SiO2

4、绝缘层衬底耗尽层空穴高掺杂反型层大到一定值才开启增强型耗尽型开启电压UGS(th)第7页/共22页增强型MOS管uDS对iD的影响N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？uGDUGS(th)iD随uDS的增大而增大.可变电阻区 uGDUGS（th）,预夹断 uGDUGS(th)第8页/共22页(二).N沟道耗尽型MOS管 耗尽型MOS管在 uGS0、uGS 0、uGS 0时均可导通，且与结型场效应管不同。由于SiO2绝缘层的存在，在uGS0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。加正离子小到一定值才夹断uGS=0时就存在导电沟道第9页/共22页MOS管的特性1)增强型MOS管2)耗尽型MOS管

5、开启电压夹断电压第10页/共22页3.场效应管的分类工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性uGS=0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？uGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？书中例第11页/共22页二、场效应管静态工作点的设置方法二、场效应管静态工作点的设置方法 1.基本共源放大电路(详见p141)根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源IDO为uGS=2UGS(th)时的时的ID,从转移特性读出从转移特性读出.第12页/共22页2.自给偏压电路由正电源获得负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Q点？第13

6、页/共22页3.分压式偏置电路为什么加Rg3?其数值应大些小些？哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？典型的Q点稳定电路由上两式解得IDQ第14页/共22页三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析 1.场效应管的交流等效模型近似分析时可认为其为无穷大！根据iD的表达式或转移特性可求得gm。见书p144式5.2.9(耗尽型)和5.2.10(增强型)与晶体管的h参数等效模型类比：第15页/共22页2.基本共源放大电路的动态分析交流等效模型书中例p145若Rd=3k，gm=2mS，则Au=?第16页/共22页3.基本共漏放大电路的动态分析(静态工作点见式5.2.16)若Rs=3k，gm=2mS，则交流等效模型第17页/共22页基本共漏放大电路输出电阻的分析若Rs=3k，gm=2mS，则Ro=?书中例p148第18页/共22页四、四、复合管复合管复合管的组成：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T1管。目的：增大，减小前级驱动电流，改变管子的类型。第19页/共22页讨论一讨论一判断下列各图是否能组成复合管 在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。第20页/共22页Ri=?Ro=?讨论二讨论二第21页/共22页感谢您的观看！第22页/共22页