第3章：场效应管及其放大电路.ppt

第三章场效应管及其放大电路 3 1结型场效应管3 2绝缘栅型场效应管3 3场效应管放大电路 半导体三极管 场效应管 图片 半导体三极管图片 3 1结型场效应管 场效应管称为单极型三极管 只有一种载流子参与导电 前面讲述的晶体管是双极型三极管 有两种载流子参与导电 N 基底 N型半导体 两边是P区 G 栅极 S源极 D漏极 1 结构 1 结型场效应管结构和类型 导电沟道 N沟道结型场效应管 2 分类 P沟道结型场效应管 2 工作原理 1 UDS 0时 改变UGS UDD 0 UGS 0 此时导电沟道最宽 UDD 0 UGS加负电压 此时导电沟道随UGS所加负压的增大而变窄 UDD 0 UGS加负电压小于UGS off 时 此时导电沟道完全被夹断 2 UDS对导电沟道的影响 当UGS加负电压 UDS增加时 可以知道耗尽层形状不规则 导电沟道上端的耗尽层比下端的要宽 当UDS增加时 上端的要先预夹断 预夹断之后 电流iD就不随UDS的增加而增加了 UDS继续增加时 夹断区域就越宽 3 特性曲线 1 输出特性 2 转移特性 4 结型场效应管的主要参数 1 直流参数夹断电压UGS off 漏极饱和电流IDSS直流输入电阻RGS 2 交流参数跨导gm极间电容 3 极限参数漏极最大允许耗散功率最大漏极电流栅源击穿电压漏源击穿电压 3 2绝缘删型场效应管 1 分类 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 增强型 耗尽型 MOS 2 工作原理 P型基底 两个N区 SiO2绝缘层 金属铝 N沟道增强型 MOS MetalOxideSemiconductor UGS 0时 对应截止区 UGS 0时 感应出电子 UGS th 称为阈值电压 UGS较小时 导电沟道相当于电阻将D S连接起来 UGS越大此电阻越小 当UDS不太大时 导电沟道在两个N区间是均匀的 当UDS较大时 靠近D区的导电沟道变窄 UDS增加 UGD UGS th 时 靠近D端的沟道被夹断 称为予夹断 3 增强型N沟道MOS管的特性曲线 转移特性曲线 0 ID UGS UGS th 输出特性曲线 4 耗尽型MOS管 转移特性曲线 输出特性曲线 UGS 0 UGS 0 UGS 0 5 双极型和场效应型三极管的比较 双极型三极管场效应三极管结构NPN型结型耗尽型N沟道P沟道PNP型绝缘栅增强型N沟道P沟道绝缘栅耗尽型N沟道P沟道C与E一般不可倒置使用D与S有的型号可倒置使用载流子多子扩散少子漂移多子漂移输入量电流输入电压输入控制电流控制电流源CCCS 电压控制电流源VCCS gm 双极型三极管场效应三极管噪声较大较小温度特性受温度影响较大较小 可有零温度系数点输入电阻几十到几千欧姆几兆欧姆以上静电影响不受静电影响易受静电影响集成工艺不易大规模集成适宜大规模和超大规模集成 3 3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 一 静态分析 1 自给偏压 1 适用于结型和耗尽型场效应管 2 RG为几兆欧 IG 0 所以UG 0 3 UGS UG US ID RS 即相当于UGS之间加负电压 结型场效应管的输出特性和转移特性 4 静态分析 主要求解 IDQ UGSQ UDSQ IDQ UGSQ UDSQ VDD IDQ RS RD 2 分压式偏置 1 适合于各种类型场效应管 USQ IDQ RS UGSQ可能大于零 也可能小于零 如果大于零 则适合增强型场效应管 反之则适合耗尽型和结型 2 静态分析 IDQ UGSQ UDSQ VDD IDQ RS RD 例1已知ED 20V RD RS 10K R1 200k R2 51k RG 1M IDSS 4mA UGS off 4V 试估算静态工作点 解 ID1 0 64mA UGS1 2 4VID2 1mA UGS2 6V 第2组解不合题意 3 3 2场效应管的微变等