场效应管放大电路new-P沟道.ppt

,场效应管与双极型晶体管不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。,结型场效应管JFET,绝缘栅型场效应管MOS,场效应管有两种:,5.1场效应晶体管,一、结构及符号,5.1.1结型场效应管:,扩散情况：NPNN,二、工作原理（以P沟道为例，N沟道见书）,UDS=0V时,PN结反偏，UGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。,5.1.1结型场效应管:,ID,UDS=0V时,UGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。,但当UGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。何种载流子导电？,二、工作原理（以P沟道为例）,5.1.1结型场效应管:,P,G,S,D,UDS,UGS,UDS=0时,UGS达到一定值时（夹断电压VP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS0V，漏极电流ID=0A。,ID,5.1.1结型场效应管:,UGS0、UGDVP时耗尽区的形状,越靠近漏端，PN结反压越大,ID,二、工作原理（以P沟道为例）,5.1.1结型场效应管:,UGSVp且UDS较大时UGDVP时耗尽区的形状,沟道中仍是电阻特性，但是是非线性电阻。,ID,二、工作原理（以P沟道为例）,5.1.1结型场效应管:,UGS0,三、增强型N沟道MOS管的特性曲线,5.1.2绝缘栅场效应管:,四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线,耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。,转移特性曲线,5.1.2绝缘栅场效应管:,输出特性曲线,UGS=0,UGS0,四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线,5.1.2绝缘栅场效应管:,5.1.2绝缘栅场效应管:,五、说明：（1）MOS管由四种基本类型；（2）MOS管的特性与结型场效应管的特性类似；（3）增强型的MOS管的UGS必须超过一定的值以使沟道形成；耗尽型的MOS管使形成沟道的UGS可正可负；（4）MOS管的输入阻抗特高（5）衡量场效应管的放大能力用跨导单位：ms,六、MOS管的有关问题,5.1.2绝缘栅场效应管:,（2）交流参数低频跨导：极间电容：栅源电容CGS，栅漏电容CGD，漏源电容CDS（3）极限参数最大漏极电流IDM，最大耗散功率P0M，漏源击穿电压U(BR)DS栅源击穿电压UBR)GS,1、主要参数（1）直流参数开启电压UGS(th)指增强型的MOS管夹断电压UGS(off)指耗尽型的MOS管饱和漏电流IDSS直流输入电阻：通常很大107左右,六、MOS管的有关问题,5.1.2绝缘栅场效应管:,2、场效应管与三极管的比较,六、MOS管的有关问题,5.1.2绝缘栅场效应管:,3、使用注意事项（1）结型场效应管的栅源电压不能接反，但可在开路状态下保存；（2）MOS管在不使用时，须将各个电极短接；（3）焊接时，电烙铁必须有外接地线，最好是断电后再焊接；（4）结型场效应管可用万用表定性检测管子的质量，而MOS管必须用专门的仪器来检测；（5）若用四引线的场效应管，其衬底引线应正确连接；,5.2场效应管放大电路,(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。,(2)动态：能为交流信号提供通路。,组成原则：,分析方法：,场效应管是电压控制器件。它利用栅源电压来控制漏极电流的变化。它的放大作用以跨导来体现，在场效应管的漏极特性的水平部分，漏极电流iD的值主要取决于vGS，而几乎与vDS无关。,1、固定偏置电路,5.2.1场效应管的直流偏置电路,T：控制器件（N沟道耗尽型MOS管）ED、Eg：直流电源C1、C2：隔直流通交流Rd：将变化的电流转化为变化的电压为保证T工作是恒流区，必须满足：UGS始终为负；UDS始终为正，且UDGUP,2、自偏压电路,3、分压式自偏压电路,vGS,vGS,vGS,vGS,vGS,5.2.1场效应管的直流偏置电路,Rg：使g与地的直流电位几乎相同（因上无电流）。R：当IS流过R时产生直流压降ISR，使S对地有一定的电压：UGS=ISR=IDRUGS,则：UGUS,而：IG=0,所以：,5.2.4场效应管的共源极放大电路,二、动态分析,微变等效电路,ro=RD=10k,5.2.5共漏极放大器源极输出器,一、静态分析,USUG,UDS=UDD-US=20-5=15V,5.2.5共漏极放大器源极输出器,二、动态分析,输出电阻ro,加压求流法,5.2.5共漏极放大器源极输出器,二、动态分析,微变等效电路,5.2.6共栅放大器,动态分析,1、电压放大倍数,Uo=Id=gmUgs,Ui=Ugs,Au=Uo/Ui=gm,2、输入电阻,Ui=I总R=(Ii+gmUgs)R=(IigmUi)R,得,3、输出电阻Ro=Rd,场效应管放大电路小结,(1)场效应管放大器输入电阻很大。(2)场效应管共源极放大器(漏极输出)输入输出反相，电压放大倍数大于1；输出电阻=RD。(3)场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于1且约等于1；输出电阻小。,三种基本放大电路的性能比较,组态对应关系：,CE,BJT,FET,