结型场效应管介绍.ppt

场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件。特点：输入电阻高、噪声低、热稳定性能好、抗辐射能力强。主要用于大规模和超大规模集成电路中。,单极型晶体管常用于数字集成电路,N沟道,P沟道,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,（耗尽型）,场效应管分类：,4.1结型场效应管,结构,工作原理,输出特性,转移特性,主要参数,4.1.1JFET的结构和工作原理,4.1.2JFET的特性曲线及参数,(JunctiontypeFieldEffectTransisstor),源极，用S或s表示,N型导电沟道,漏极，用D或d表示,4.1.1JFET的结构和工作原理,1.结构,#符号中的箭头方向表示什么？,2.工作原理（以N沟道为例）,vDS=0V时,N,G,S,D,vDS,VGS,iD,PN结反偏，VGS越负,则耗尽区越宽，导电沟道越窄。,VGS对沟道的控制作用,VGS达到一定值时耗尽区碰到一起，DS间的导电沟道被夹断。,当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP（或VGS(off)）。,VGS继续减小,对于N沟道的JFET，VP0。,N,G,S,D,VDS,VGS,iD,VDS=0V时,VDS对沟道的控制作用,当VGS=0时，,VDS,iD,G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。,N,G,S,D,VDS,VGS,越靠近漏端，PN结反压越大,iD,当VDS增加到使VGD=VP时，在紧靠漏极处出现预夹断。,此时VDS,夹断区延长,沟道电阻,ID基本不变,G,S,D,VDS,VGS,iD,N,VGS和VDS同时作用时,VGS越小耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。iD减小。,当VP0时,iD,当VDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。,当VDS较大时，靠近D区的导电沟道变窄。,（2）VDS改变iD,VDS增加，VGD=VT时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。,（1）输出特性曲线,VGS0,3.增强型N沟道MOS管的特性曲线,可变电阻区,恒流区,击穿区,3.增强型N沟道MOS管的特性曲线,(2)转移特性曲线,vDS=10V,(3)计算公式,P沟道增强型,4.参数见表4.1.1,栅源端加负电压漏源端加负电压,1.N沟道耗尽型,予埋了导电沟道（正离子），在P型衬底表面形成反型层（N型）。在vGS0时，就有感生沟道，当VDS0时，则有iD通过。,4.3.2耗尽型MOSFET,2.P沟道耗尽型,N,P,P,g,s,d,予埋了导电沟道（负离子）,3.耗尽型N沟道MOS管的特性曲线,耗尽型的N沟道MOS管VGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。,转移特性曲线,输出特性曲线,4.3.3各种FET的特性比较及使用注意事项。（见P173P175）,栅源电压可正可负。,4.4场效应管放大电路,直流偏置电路,静态工作点,FET小信号模型,动态指标分析,三种基本放大电路的性能比较,4.4.1FET的直流偏置及静态分析,4.4.2FET放大电路的小信号模型分析法,1.直流偏置电路,4.4.1FET的直流偏置电路及静态分析,（1）自偏压电路,（2）分压式自偏压电路,vGS,vGS,vGS,vGS,vGS,VGS=,-IDR,Q点：,VGS、,ID、,VDS,VGS=,VDS=,已知VP，由,VDD,-ID(Rd+R),-IDR,可解出Q点的VGS、ID、VDS,如知道FET的特性曲线，也可采用图解法。,4.4.2FET放大电路的小信号模型分析法,1.FET小信号模型,（1）低频模型,（2）高频模型,2.动态指标分析,（1）中频小信号模型,2.动态指标分析,（2）中频电压增益,（3）输入电阻,（4）输出电阻,忽略rd,由输入输出回路得,则,通常,则,输出电压与输入电压反相。,例4.4.2共漏极放大电路如图示。试求中频电压增益、输入电阻和输出电阻。,（2）中频电压增益,（3）输入电阻,得,解：,（1）中频小信号模型,由,例题,（4）输出电阻,所以,由图有,例题,3.三种基本放大电路的性能比较,组态对应关系：,CE,BJT,FET,CS,CC,CD,CB,CG,BJT,FET,CE：,CC：,CB：,CS：,CD：,CG：,3.三种基本放大电路的性能比较