场效应管和基本放大电路【PPT课件】

第三章 场效应管和基本放大电路 效应管放大电路 效应晶体管 引 言 场效应管 类型： 结型 绝缘栅型 特点： 1. 单极性器件 (一种载流子导电 ) 3. 工艺简单、易集成、功耗小、 体积小、成本低 2. 输入电阻高 (107 1015 ， 高达 1015 ) 结型场效应管 1. 结构与符号 N 沟道 沟道 S G N 符号 结型场效应管 构 图 沟道结型场效应管结构图 栅极 源极 漏极 P+ P+ P 型区 耗尽层( ) 在漏极和源极之间加上一个正向电压 ， N 型半导体中多数载流子 电子 可以导电 。 导电沟道是 N 型的 ，称 N 沟道结型场效应管 。 P 沟道场效应管 P 沟道结型场效应管结构图 N+ N+ G S D P 沟道场效应管是在 P 型硅棒的两侧做成高掺杂的 N 型区 (N+)， 导电沟道为 P 型 ， 多数载流子为空穴 。 符号 G D S 一、结型场效应管工作原理 N 沟道结型场效应管 用改变 小来控制漏极电流 。 (G D S N 栅极 源极 漏极 P+ P+ 耗尽层 *在栅极和源极之间加反向电压 ， 耗尽层会变宽 ， 导电沟道宽度减小 ，使沟道本身的电阻值增大 ，漏极电流 小 ， 反之 ，漏极 流将增加 。 *耗尽层的宽度改变主要在沟道区 。 1. 当 0 时 ， 导电沟道的控制作用 0 G D S P+ P+ (a) 0 0 时 ， 耗尽层比较窄 ， 导电沟比较宽 零逐渐减小 ， 耗尽层逐渐加宽 ， 导电沟相应变窄 。 当 耗尽层合拢 ， 导电沟被夹断 . 0 G D S P+ P+ (b) ， 大 。 G D S P+ N iS + P+ GG ， 小。 G D S N iS + P+ 意：当 0 时 ， 耗尽层呈现楔形 。 (a) (b) G D S P+ N iS + P+ GG 况下 , 即当 的电位差使沟道呈楔形 ， 靠近漏极端的沟道厚度变薄 。 预夹断 ( ： 漏极附近反型层消失。 预夹断发生之前： 预夹断发生之后： 变。 3. 转移特性曲线 2 4 6 4 3 2 1 V 10 V 当 时： 2G S ( t h )1( 2时的 开启电压 O 4. 输出特性曲线 可变电阻区 107 109 1015 V 4. 低频跨导 常数 控制能力， 单位 S(西门子 )。一般为几 毫西 (V O 温度限制。 5. 漏源动态电阻 数最大漏极功耗 场效应管与晶体管的比较 1、电压控制器件与电流控制器件 2、环境（温度、辐射、噪声）对其性能影响不同 3、结构： 、 、 4、工艺： 5、 受损 场效应管放大电路 三种组态： 共源、共漏、共栅 特点： 输入电阻极高， 噪声低，热稳定性好 1. 固定偏压放大电路 +D D 一、电路的组成 （ 1）合适的偏置 （ 2）能输入能输出 栅极电阻 作用： (1)为栅偏压提供通路 (2)泻放栅极积累电荷 源极电阻 作用： 提供负栅偏压 漏极电阻 作用： 把 变化变为 变化 +D S + + + S G S D 二、静态分析 D G S D L 2G S ( o 1( S + D G S D = 、动态分析 场效应管电路小信号等效电路分析法 交流通路 S D 信号模型 S id + G D 从输入端口看入，相当于电阻 )。 从输出端口看入为受 制的电流源。 . 场效应管的等效电路 2. 场效应管放大电路 的微变等效电路 D + + G S D + id G ( u i R 注意：自给偏压电路只适用耗尽型场效应管放大电路 + ； Q +压式自偏压放大电路 调整电阻的大小，可获得： 0 0 0 D S + + + S G S D 、电路组成 二、静态分析 2G S ( o 1( S + 三、动态分析 D + + S D id ( u 21i / R 11)/()/(+五、共漏放大电路 2 + + S G S D L + S D ii o 1/+例 尽型 N 沟道 ， 1 M， 2 k， 12 k ， 20 V。 4 = 4 V， 求 2G S ( o f f ) 1( 0 421(4 D S S + 045 + 4 mA 1 mA 8 V 增根 2 V S + = 20 14 = 6 (V) D = 20 14 = 8 (V) 在放大区 例 已知 ， 求“ Q” 。 解方程得： (增根，舍去 ) V) 2 0 0 64 24+ )210(+2 ( o f f )G S ( D S + + + S D 0 k 10 k 200 k 64 k 1 M 2 k 5 k +24V 例 ， 20t (求交流输出 + D S S + 0 k 4 k 交流通路 + D S S 信号等效电路 + D S