MOSFET工作原理讲演示幻灯片

1,4场效应管放大电路,4.1结型场效应管4.2砷化镓金属半导体场效应管4.3金属氧化物半导体场效应管4.4场效应管放大电路4.5各种放大器件电路性能比较,2,场效应管是利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件。将控制电压转换为漏电流互导放大器件。,3,特点：体积小，重量轻，耗电省，寿命长。具有输入阻抗高、热稳定性好、噪声小、抗辐射、制造工艺简单等优点。分类：结型场效应管（JFET）金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）,4,4.1结型场效应管,4.1.1JFET的结构和工作原理,5,6,7,8,9,二、工作原理,栅极与N沟道构成PN结，在N沟道栅极周围形成耗尽层。,10,(1)VGS对iD的影响,当VGG0，即反向偏置，PN结耗尽层加宽，N沟道变窄；当VGG加大到一定值VGGVP，N沟道被夹断，iD=0，此时漏-源极间电阻。VP夹断电压。,11,(2)VDS对iD的影响,VGD=VGS-VDS=VP，预夹断！,VGS=0，g连s。d,s加电压，此时g,d反偏。,12,P沟道JFET的工作原理,13,14,15,16,17,18,4.1.2JFET的特性曲线及参数,1输出特性VDS-iD关系,VGS为定值时，iD=(vDS)，VGS=常数VGSvGSiDiD,19,20,2转移特性,场效应管是电压控制器件：vGS对iD的控制（VDS为定值时），iD=(vGS)，VDS=常数。实验证明，iD=IDSS(1-vGS/VP)2(VPVGS0)gm=iD/vGS互导,21,22,P沟道JFET的特性曲线,23,P沟道JFET的特性曲线,24,3主要参数,（1）夹断电压VP（2）饱和漏电流IDSS（3）最大漏源电压V(BR)DS（4）最大栅源电压V(BR)GS（5）直流输入电阻RGS（6）低频互导（跨导）gm（7）输出电阻rD（8）最大耗散功率PDM,25,26,4.2砷化镓金属半导体场效应管,砷化镓（GaAs）是一种单晶化合物，一种新型半导体，其电子迁移率比硅约大510倍。MESFET工作原理与结型场效应管类似。N沟道MESFET具有高速特性，应用广泛。P沟道MESFET空穴迁移率底，几乎不用。,27,4.3金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）,利用半导体表面的电场效应进行工作，也称为表面场效应器件。由于栅极与源极、漏极均无电接触，又称为绝缘栅场效应管。分N沟道和P沟道两类。每一类又分增强型和耗尽型两种。,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,N沟道增强型MOSFET的特性曲线,40,41,42,五、各种场效应管的比较,43,六、场效应管使用注意事项,P衬底接低电位，N衬底接高电位；特殊电路中，源极与衬底相连。通常FET的源极与漏极可以互换，其V-I特性没有明显变化，但有些产品出厂时已将源极与衬底相连，此时不能源极与漏极互换。JFET的栅极电压不能接反，可开路状态下保存；MOSFET各电极短路保存。焊接时，电烙铁需有外接地线，获断电后焊接。,44,作业P190：4.1.2；4.1.3；4.3.1。,45,4.4场效应管放大电路,46,4.4.1FET的直流偏置电路及静态分析,1直流偏置电路耗尽型：采用自偏置或分压式自偏。相对于电源为负偏。增强型：正向偏置，分压式固定偏置。,47,自偏压电路,48,分压式自偏压电路,49,2静态工作点的确定,根据FET参数IDSS、VP来确定ID、VGS,P178:例4.4.1,50,4.4.2小信号模型分析法,1小信号模型,51,52,53,2放大电路,共源放大电路共漏放大电路共栅放大电路,54,Vi=Vgs+gmVgsRs=Vgs(1+gmRs)Vo=-gmVgsRLAv=Vo/Vi=-gmRL/(1+gmRs)Ri=Rg;Ro=Rd反向电压放大,55,Vi=Vgs+gmVgsRL=Vgs(1+gmRL)Vo=gmVgsRLAv=Vo/Vi=gmRL/(1+gmRL)1Ri=Rg;Ro=Rs/(1/gm)电压跟随器,56,Vi=-VgsVo=-gmVgsRLAv=Vo/Vi=gmRLRi=Rs/(1/gm);Ro=Rd电流跟随器,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,4.5各种放大器件电路性能比较,反相电压放大器共射极（CE）电路共源极（CS