模电助教版第1章常用半导体器件.ppt

《模电助教版第1章常用半导体器件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模电助教版第1章常用半导体器件.ppt（41页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)FET分分:1.IGFET 1.NMOS 增强型增强型(6 种管子种管子)(又称又称“MOSFET”)耗尽型耗尽型 2.PMOS 增强型增强型 耗尽型耗尽型 2.JFET 1.N沟道沟道 2.P沟道沟道 d g B s d g B s d g B s d g B s d g s d g s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)FET分分:1.IGFET 1.NMOS 增强型增强型(6 种管子种管子)

2、(又称又称“MOSFET”)耗尽型耗尽型 2.PMOS 增强型增强型 耗尽型耗尽型 2.JFET 1.N沟道沟道 2.P沟道沟道 d g B s d g B s d g B s d g B s d g s d g ss：Source 源极源极d：Drain 漏极漏极g：Gate 栅极栅极B：Base 衬底衬底Metal-Oxide-SemiconductorField Effect TransistorInsulted Gate TypeJunction Type。Si P衬底一、一、NMOS d g B sN+:。N+:。Al极 s g dSiO2 B g s d N+P P N+B1.3

3、场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)1.结构结构三区、三极、两结三区、三极、两结 d g B s。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :UDS IG=0RGS=栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)开启电压开启电压UGS(th)(或或UT)反型层反型层(N型型)漏源电压漏源电压UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一

4、、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)纵向电场纵向电场垂直电场垂直电场 横向电场横向电场 表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 d g B s。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IG=0RGS=Rd1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)开启电压开启电压UGS(th)(或或UT)反型层反型层(N型型)漏源电压漏源电压UD

5、S对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断纵向电场纵向电场垂直电场垂直电场 横向电场横向电场 表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 d g B s。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)开启电压开启电压UGS(th)(或或UT)反型层反型层(N

6、型型)漏源电压漏源电压UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断纵向电场纵向电场垂直电场垂直电场 横向电场横向电场 表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 d g B s。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)开启电压开启电压UGS(th)(

7、或或UT)反型层反型层(N型型)漏源电压漏源电压UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断纵向电场纵向电场垂直电场垂直电场 横向电场横向电场 表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 d g B s。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)开启电

8、压开启电压UGS(th)(或或UT)反型层反型层(N型型)漏源电压漏源电压UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断纵向电场纵向电场垂直电场垂直电场 横向电场横向电场 表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd 输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|UGS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID=f(UGS)|UDS=C.1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET

9、”)d g B s3.伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)纵向电场纵向电场垂直电场垂直电场 横向电场横向电场 表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件(“漏极特性曲线漏极特性曲线”)ID(mA)UDS=UGSUGS(th)4 6V 3 可变电阻区可变电阻区 恒流区恒流区 5V 2 UGS=4V 1 3V UGS(th)=2V 0 4 10 截止区截止区 20 UDS(V)。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd d g B s3.伏安特性曲线伏安特性曲线

10、(定量分析)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|UGS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID=f(UGS)|UDS=C.（非饱和区）（非饱和区）ID(mA)UDS=UGSUGS(th)4 6V 3 可变电阻区可变电阻区 恒流区恒流区 5V 2 UGS=4V 1 3V UGS(th)=2V 0 4 10 截止区截止区 20 UDS(V)。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd d g B s3.伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析)一、一、NMOS1.结构结构2.工作

11、机理工作机理(定性分析)输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|UGS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID=f(UGS)|UDS=C.ID(mA)UDS=UGSUGS(th)4 6V 3 可变电阻区可变电阻区 恒流区恒流区 5V 2 UGS=4V 1 3V UGS(th)=2V 0 4 10 截止区截止区 20 UDS(V)。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd d g B s3.伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|U

12、GS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID=f(UGS)|UDS=C.(放大区、饱和区放大区、饱和区)ID(mA)UDS=UGSUGS(th)4 6V 3 可变电阻区可变电阻区 恒流区恒流区 5V 2 UGS=4V 1 3V UGS(th)=2V 0 4 10 截止区截止区 20 UDS(V)。Si P衬底N+:。N+:。s g d B VGG UGS :VDD UDS IDIG=0RGS=Rd d g B s3.伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|UGS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID

13、=f(UGS)|UDS=C.(放大区、饱和区放大区、饱和区)(夹断区夹断区?)ID(mA)UDS=10V 4 2 0 UGS(th)2 4 6 UGS(V)ID(mA)UDS=UGSUGS(th)4 6V 3 可变电阻区可变电阻区 恒流区恒流区 5V 2 UGS=4V 1 3V UGS(th)=2V 0 4 10 截止区截止区 20 UDS(V)d g B s3.伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析)一、一、NMOS1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|UGS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID=f(UGS)|UDS=C.单位单位 mS（S 西

14、门子）西门子）Al极 s g dSiO2 B。Si P衬底二、二、N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 P49 结构结构 工作机理工作机理(定性分析定性分析)伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析）定量分析）夹断电压夹断电压UGS(off)(或或UP)饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS|UGS=0V 时时 d g B sN+:。N+:。:1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NMOS d g B sAl极 s g dSiO2 B。Si P衬底二、二、N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 P49 结构结构 工作机理工作机理

15、(定性分析定性分析)伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析）定量分析）夹断电压夹断电压UGS(off)(或或UP)饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS|UGS=0V 时时 d g B sN+:。N+:。:1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NMOS d g B sAl极 s g dSiO2 B。Si P衬底二、二、N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 P49 结构结构 工作机理工作机理(定性分析定性分析)伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析）定量分析）夹断电压夹断电压UGS(off)(或或UP)饱和漏极电流饱和漏极电流

16、IDSS|UGS=0V 时时 d g B sN+:。N+:。:1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NMOS d g B s三、三、P沟道沟道MOS场效应管场效应管 d g B s d g B s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)FET分分:1.IGFET 1.NMOS 增强型增强型(6 种管子种管子)(又称又称“MOSFET”)耗尽型耗尽型 2.PMOS 增强型增强型 耗尽型耗尽型 2.JFET 1.N沟道沟道 2.P沟道

17、沟道 d g B s d g B s d g B s d g B s d g s d g ss：Source 源极源极d：Drain 漏极漏极g：Gate 栅极栅极B：Base 衬底衬底Metal-Oxide-SemiconductorField Effect TransistorInsulted Gate TypeJunction Type1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)P451.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)FET分分:1.IGFET 1.NMOS 增强型增强型(6 种管子种管子)(又称又称“MOSFET”)耗尽型耗尽型 2.PMOS 增强型增

18、强型 耗尽型耗尽型 2.JFET 1.N沟道沟道 2.P沟道沟道 d g B s d g B s d g B s d g B s d g s d g s P+N P+。d g s一、一、NJFET。1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)d g s d g P+N N P+s d g s VGG UGS P+N P+。栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)夹断电压夹断电压UGS(off)(或或UP)RDS=饱

19、和漏极电流饱和漏极电流IDSS|UGS=0V 时时 漏源电压漏源电压UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断。IG=0RGS=UDS d g s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NJFET1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 d g s VGG UGS P+N P+。IG=0RGS=UDS VDD Rd d g s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管

20、(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NJFET1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)夹断电压夹断电压UGS(off)(或或UP)RDS=饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS|UGS=0V 时时 漏源电压漏源电压UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 ID d g s VGG UGS P+N P+。IG=0RGS=UDS VDD Rd d g

21、s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)一、一、NJFET1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)栅极电压的控制作用栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0)夹断电压夹断电压UGS(off)(或或UP)RDS=饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS|UGS=0V 时时 漏源电压漏源电压UDS对导电沟道的影响对导电沟道的影响UDS=0时时 UDS0时时 预夹断预夹断表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 ID d g s VGG UGS P+N P+。IG

22、=0RGS=UDS VDD Rd 输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|UGS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID=f(UGS)|UDS=C.d g s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)3.伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析)一、一、NJFET1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)表面场效应器件表面场效应器件 体内场效应器件体内场效应器件 ID(mA)4 IDSS UDS=10V 2 UGS(off)4 -2 0 UGS(V)ID(mA)UDS=UGS

23、UGS(off)4 UGS=0V 3 可变电阻区可变电阻区 恒流区恒流区 1V 2 2V 1 3V UGS(off)=4V 0 4 10 截止区截止区 20 UDS(V)d g s3.伏安特性曲线伏安特性曲线(定量分析)一、一、NJFET1.结构结构2.工作机理工作机理(定性分析)输出特性曲线输出特性曲线 ID=f(UDS)|UGS=C.转移特性曲线转移特性曲线 ID=f(UGS)|UDS=C.单位单位 mS d g s一、主要参数一、主要参数开启电压开启电压UGS(th)(或或UT)夹断电压夹断电压UGS(off)(或或UP)饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS|UGS=0V 时时 输入输入电阻

24、电阻RGS=低频跨导低频跨导 gm=ID/UGS 二、场效应的主要特点二、场效应的主要特点输入电阻输入电阻RGS=保护措施保护措施 电压控制电压控制型放大器件型放大器件(“VCCS”)单极型电子器件单极型电子器件 d g B s R d g B s1.3.3 场效应管的主要参数和特点场效应管的主要参数和特点1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)直流参数直流参数 交流参数交流参数 极限参数极限参数例例:共源极放大电路共源极放大电路.分析分析 iD,uDS .VGG 4.5

25、V d g siD iO uO=uDS uI=uGS iI VDD 15V Rd 7.5k 输入回路输出回路 +-ui 1.3.4 NMOS应用应用(“图解法图解法”分析分析)1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)1.3.3 场效应管的主要参数和特点场效应管的主要参数和特点1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)参考参考 P58-60例例:共源极放大电路共源极放大电路.分析分析 iD,uDS .VGG 4.5V d g siD iO uO=uDS uI=uGS iI VDD 15V Rd 7.5k 输入回路令

26、 UGS（th）=3V 输出回路 +-ui 1.静态工作点静态工作点(ui=0V时时)输入静态点输入静态点:iI=iGS=IGSQ=0 mA uI=uGS=UGSQ=4.5V 输出静态点输出静态点:iO=iD=IDQ=？uO=uDS=UDSQ=？利用利用:iD=f(uDS)|uGS=4.5V uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd 1.3.4 NMOS应用应用(“图解法图解法”分析分析)1.静态工作点静态工作点(ui=0V时时)输入静态点输入静态点:iI=iGS=IGSQ=0 mA uI=uGS=UGSQ=4.5V 输出静态点输出静态点:iO=iD=IDQ=？

27、uO=uDS=UDSQ=？利用利用:iD=f(uDS)|uGS=4.5V uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd iD(mA)12V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 1.静态工作点静态工作点(ui=0V时时)输入静态点输入静态点:iI=iGS=IGSQ=0 mA uI=uGS=UGSQ=4.5V 输出静态点输出静态点:iO=iD=IDQ=？uO=uDS=UDSQ=？利用利用:iD=f(uDS)|u

28、GS=4.5V uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd iD(mA)12V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 故故 IDQ=0.9 mA UDSQ=8.2V 输出回路直流负载线输出回路直流负载线例例:共源极放大电路共源极放大电路.分析分析 iD,uDS .VGG 4.5V d g siD iO uO=uDS uI=uGS iI VDD 15V Rd 7.5k 输入回路令 UGS（th）=3V 输出回

29、路 +-ui 1.静态工作点静态工作点(ui=0V时时)输入静态点输入静态点:iI=iGS=IGSQ=0 mA uI=uGS=UGSQ=4.5V 输出静态点输出静态点:iO=iD=IDQ=？uO=uDS=UDSQ=？利用利用:iD=f(uDS)|uGS=4.5V uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd 1.3.4 NMOS应用应用(“图解法图解法”分析分析)故故 IDQ=0.9 mA UDSQ=8.2V 例例:共源极放大电路共源极放大电路.分析分析 iD,uDS .VGG 4.5V d g siD iO uO=uDS uI=uGS iI VDD 15V Rd

30、7.5k 输入回路令 UGS（th）=3V 输出回路 +-ui 2.动态分析动态分析(令令 ui=0.5sin t(V)时时)输入工作点输入工作点:iI=iGS=0 mA uI=uGS=UGSQ ui =4.5 0.5sin t(V)输出工作点输出工作点:iO=iD=IDQ id=0.9 id=？(mA)uO=uDS=UDSQ uds=8.2 uds=？(V)利用利用:iD=f(uDS)|uGS=uI uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd 1.3.4 NMOS应用应用(“图解法图解法”分析分析)故故 IDQ=0.9 mA UDSQ=8.2V iD(mA)12

31、V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 2.动态分析动态分析(令令 ui=0.5sin t(V)时时)输入工作点输入工作点:iI=iGS=0 mA uI=uGS=UGSQ ui =4.5 0.5sin t(V)输出工作点输出工作点:iO=iD=IDQ id =0.9 id =？(mA)uO=uDS=UDSQ uds=8.2 uds =？(V)利用利用:iD=f(uDS)|uGS=uI uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uD

32、S/Rd VDD/Rd iD(mA)12V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 2.动态分析动态分析(令令 ui=0.5sin t(V)时时)输入工作点输入工作点:iI=iGS=0 mA uI=uGS=UGSQ ui =4.5 0.5sin t(V)输出工作点输出工作点:iO=iD=IDQ id =0.9 id =？(mA)uO=uDS=UDSQ uds=8.2 uds =？(V)利用利用:iD=f(uDS)|uGS=uI uO=uD

33、S=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd uGS =uI(V)12V iD(mA)t t t 1.2 mA 0.6 mA 2.20.30.5 iD(mA)12V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 2.动态分析动态分析(令令 ui=0.5sin t(V)时时)输入工作点输入工作点:iI=iGS=0 mA uI=uGS=UGSQ ui =4.5 0.5sin t(V)输出工作点输出工作点:iO=iD=IDQ id

34、=0.9 id =0.9 0.3sin t(mA)uO=uDS=UDSQ uds=8.2 uds =8.2 2.2sin t(V)利用利用:iD=f(uDS)|uGS=uI uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd uGS =uI(V)12V iD(mA)t t t 1.2 mA 0.6 mA 2.20.30.5 iD(mA)12V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 2.动态分析动态分析(令令 ui=

35、0.5sin t(V)时时)输入工作点输入工作点:iI=iGS=0 mA uI=uGS=UGSQ ui =4.5 0.5sin t(V)输出工作点输出工作点:iO=iD=IDQ id =0.9 id =？(mA)uO=uDS=UDSQ uds=8.2 uds =？(V)利用利用:iD=f(uDS)|uGS=uI uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd uGS =uI(V)12V iD(mA)t t t 1.2 mA 0.6 mA 2.20.3 iD(mA)12V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V

36、 UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 2.动态分析动态分析(令令 ui=0.5sin t(V)时时)输入工作点输入工作点:iI=iGS=0 mA uI=uGS=UGSQ ui =4.5 0.5sin t(V)利用利用:iD=f(uDS)|uGS=uI uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd uGS =uI(V)12V iD(mA)t t t 1.2 mA 0.6 mA 2.20.3 ui=5sin t(V)时时 大信号大信号 非线性失真非线性失真 截止区截止区:缩顶缩顶,可变电阻区可变电阻区:削顶削

37、顶 最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度 Q中点中点 iD(mA)12V 9.5V VDD/Rd=2 mA B 6V 5V IDQ=0.9mA Q 4.5V=UGSQ 4V UGS(th)=3V 0.2 6.0 8.2 10.4 15V A uDS(V)UDSQ VDD 3.电子开关电子开关 iI=iGS=0 mA uI=uGS=方波方波 时时利用利用:iD=f(uDS)|uGS=uI uO=uDS=VDD iD Rd 即即 iD=uDS/Rd VDD/Rd uGS =uI(V)12V iD(mA)t t t 1.2 mA 0.6 mA 2.20.3反相器反相器 电子开关电子开关 d g s

38、VGG 4.5V d g siD iO uO=uDS uI=uGS iI VDD 15V Rd 7.5k 输入回路输出回路 +-ui 12V 0V 15V 0.2V d g s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)例例:共源极放大电路共源极放大电路.分析分析 iD,uDS .1.3.4 NMOS应用应用(“图解法图解法”分析分析)1.3.3 场效应管的主要参数和特点场效应管的主要参数和特点1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)参考参考 P58-60反相器反相器 电子开关电子开关 VGG 4.5V d g s

39、iD iO uO=uDS uI=uGS iI VDD 15V Rd 7.5k 输入回路输出回路 +-ui 12V 0V d g s1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)例例:共源极放大电路共源极放大电路.分析分析 iD,uDS .1.3.4 NMOS应用应用(“图解法图解法”分析分析)1.3.3 场效应管的主要参数和特点场效应管的主要参数和特点1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)参考参考 P58-60157.5dsg反相器反相器 电子开关电子开关例例:共源极放大电路共源极放大电路.分析分析 iD,uDS .VGG 4.5V d g siD iO uO=uDS uI=uGS iI VDD 15V Rd 7.5k 输入回路输出回路 +-ui 1.3.4 NMOS应用应用(“图解法图解法”分析分析)1.3 场效应晶体三极管场效应晶体三极管(“FET”)1.3.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管(“IGFET”)1.3.3 场效应管的主要参数和特点场效应管的主要参数和特点1.3.2 结型场效应管结型场效应管(“JFET”)参考参考 P58-60