场效应管的原理及应用PPT课件.ppt

第3章场效应管及其应用 3 1场效应管及其应用3 2场效应及其放大电路 1 3 1场效应管 场效应管按结构分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管两类 3 1 1结型场效应管 1 结型场效应管的结构及工作原理 1 基本结构及符号 如图3 1 a 所示 在一块N型硅半导体两侧制作两个P型区域 形成两个PN结 把两个P型区相连后引出一个电极 称为栅极 用字母G 或g 表示 2 图3 1结型场效应管结构与符号图 结构 b N沟道结型场效应管符号 c P沟道结型场效应 3 2 工作原理 图3 2表示的是结型场效应管施加偏置电压后的接线图 2 特性曲线 场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特性曲线 1 转移特性 在uDS一定时 漏极电流iD与栅源电压uGS之间的关系称为转移特性 即 3 1 4 图3 2N沟道结型场效应管工作原理 5 图3 3N沟道结型场效应管转移特性曲线 6 2 输出特性 输出特性是指栅源电压uGS一定 漏极电流iD与漏极电压uDS之间的关系 即 在UGS off uGS 0的范围内 漏极电流iD与栅极电压uGS的关系为 3 2 3 3 7 图3 4N沟道结型场效应管输出特性曲线 8 3 1 2绝缘栅型场效应管 1 增强型绝缘栅场效应管的结构及工作原理 1 结构及符号 2 工作原理 图3 5增强型MOS管结构及符号图 a N沟道结构图 b N沟道符号 c P沟道符号 9 图3 6N沟道增强型MOS管工作原理 10 3 特性曲线 1 N沟道增强型绝缘栅场效应管的转移特性曲线如图3 7 a 所示 在uGS UGS th 时 iD与uGS的关系可用下式表示 3 4 其中ID0是uGS 2UGS th 时的iD值 2 N沟道增强型绝缘栅场效应管的输出特性曲线如图3 7 b 所示 11 图3 7N沟道增强型场效应管特性曲线 a 转移特性 b 输出特性 12 2 耗尽型绝缘栅场效应管的结构及工作原理 图3 8为N沟道耗尽型场效应管的结构图 其结构与增强型场效应管的结构相似 不同的是这种管子在制造时 就在二氧化硅绝缘层中掺入了大量的正离子 13 图3 8耗尽型MOS管结构及符号图 a N沟道结构图 b N沟道符号 c P沟道符号 14 2020 1 8 15 图3 9N沟道耗尽型场效应管特性曲线 a 转移特性 b 输出特性 在uGS UGS off 时 iD与uGS的关系可用下式表示 3 5 16 3 1 3场效应管的主要参数及使用注意事项 1 主要参数 1 夹断电压UGS off 或开启电压UGS th 2 饱和漏极电流IDSS 3 漏源击穿电压U BR DS4 栅源击穿电压U BR GS 5 直流输入电阻RGS 6 最大耗散功率PDM 7 跨导gm 在uDS为定值的条件下 漏极电流变化量与引起这个变化的栅源电压变化量之比 称为跨导或互导 即 3 6 17 2 检测及使用注意事项 1 检测 结型效应管可用万用表判别其管脚和性能的优劣 1 管脚的判别 2 质量判定2 注意事项 1 MOS管栅 源极之间的电阻很高 使得栅极的感应电荷不易泄放 因极间电容很小 故会造成电压过高使绝缘层击穿 2 有些场效应晶体管将衬底引出 故有4个管脚 这种管子漏极与源极可互换使用 3 使用场效应管时各极必须加正确的工作电压 18 4 在使用场效应管时 要注意漏源电压 漏源电流及耗散功率等 不要超过规定的最大允许值 19 3 2场效应管及其放大电路 与三极管一样 根据输入 输出回路公共端选择不同 将场效应管放大电路分成共源 共漏和共栅三种组态 本节主要介绍常用的共源和共漏两种放大电路 3 2 1共源放大电路 1 电路组成及直流偏置 20 图3 10场效应管共源放大电路 21 由于栅极电阻上无直流电流 因而 3 7 3 8 22 图3 11分压偏置式共源放大电路 23 场效应管放大电路的静态工作点可用式 3 4 或式 3 5 与式 3 7 或式 3 8 联立求出UGSQ和IDQ 漏源电压UDSQ由下式求得 3 9 2 动态分析 放大电路的动态参数可由微变等效电路求出 1 场效应管的微变等效电路 2 共源放大电路的微变等效电路 24 图3 12场效应管微变等效电路 25 1 电压放大倍数 3 10 2 输入电阻 3 11 3 输出电阻 3 12 26 图3 13共