第四章-场效应管放大电路PPT课件

.,1,第四章场效应管放大电路基础,模拟电子技术基础,.,2,一、结型场效应管（JFET）,二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）,三、场效应管静态工作点的设置方法,五、复合管,四、场效应管放大电路的动态分析,六、各种放大器件电路性能比较,重点知识,.,3,场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。,1.结构和符号,导电沟道,源极,栅极,漏极,符号,结构示意图,(JFET)的结构和工作原理,一、结型场效应管（JFET）,.,4,一、结型场效应管（JFET）,a、栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用,沟道最宽,uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？,UGS（off）,2.工作原理,(JFET)的结构和工作原理,.,5,一、结型场效应管（JFET）,b、漏-源电压对漏极电流的影响,uGSUGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。,预夹断,uGDUGS（off）,uGDUGS（off）,2.工作原理,(JFET)的结构和工作原理,.,6,一、结型场效应管（JFET）,VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。,uGDUGS（off）,场效应管工作在恒流区的条件是什么？,b、漏-源电压对漏极电流的影响,2.工作原理,(JFET)的结构和工作原理,.,7,一、结型场效应管（JFET）,(JFET)的特性曲线,夹断电压,漏极饱和电流,场效应管工作在恒流区，因而uGSUGS（off）且uDSUGS（off）。,为什么必须用转移特性描述uGS对iD的控制作用？,1.转移特性,.,8,一、结型场效应管（JFET）,(JFET)的特性曲线,2.输出特性,g-s电压控制d-s的等效电阻,预夹断轨迹，uGDUGS（off）,可变电阻区,恒流区,iD几乎仅决定于uGS,击穿区,夹断区（截止区）,夹断电压,IDSS,不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。,低频跨导：,.,9,绝缘栅型场效应管工作原理,uGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。,SiO2绝缘层,衬底,耗尽层,空穴,高掺杂,反型层,大到一定值才开启,1.增强型管,二、金属-氧化物-半导体场效应管,.,10,iD随uDS的增大而增大，可变电阻区,uGDUGS（th）,预夹断,iD几乎仅仅受控于uGS，恒流区,刚出现夹断,uGS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻,二、金属-氧化物-半导体场效应管,绝缘栅型场效应管工作原理,1.增强型管,.,11,二、金属-氧化物-半导体场效应管,耗尽型MOS管在uGS0、uGS0、uGS0时均可导通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在uGS0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。,加正离子,小到一定值才夹断,uGS=0时就存在导电沟道,绝缘栅型场效应管工作原理,2.耗尽型管,.,12,二、金属-氧化物-半导体场效应管,转移特性,绝缘栅型场效应管特性曲线,1、增强型MOS管,开启电压,输出特性,在恒流区：,.,13,转移特性,夹断电压,输出特性,二、金属-氧化物-半导体场效应管,绝缘栅型场效应管特性曲线,2、耗尽型MOS管,.,14,二、金属-氧化物-半导体场效应管,工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性,场效应管的分类,.,15,场效应管的主要参数,2)开启电压VT：增强型场效应管有微小漏极电流时的VGS值。,1、直流参数,二、金属-氧化物-半导体场效应管,.,16,二、金属-氧化物-半导体场效应管,1)输出电阻rd：,场效应管的主要参数,2、交流参数,.,17,2)最大漏源电压：V(BR)DS,3)最大栅源电压：V(BR)GS,1)最大漏极电流：IDM,4)最大漏极功耗PDM：,二、金属-氧化物-半导体场效应管,场效应管的主要参数,3、极限参数,.,18,根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源,固定偏置电路,三、场效应管静态工作点的设置方法,.,19,三、场效应管静态工作点的设置方法,由正电源获得负偏压称为自给偏压,哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？,自给偏压电路公式法,.,20,三、场效应管静态工作点的设置方法,输入回路负载线方程,输出回路负载线方程,自给偏压电路图解法,.,21,三、场效应管静态工作点的设置方法,自给偏压电路图解法,.,22,三、场效应管静态工作点的设置方法,为什么加Rg3?其数值应大些小些？,哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？,分压式偏压电路典型的Q稳定电路,.,23,近似分析时可认为其为无穷大！,根据iD的表达式或转移特性可求得gm。,与晶体管的h参数等效模型类比：,场效应管的交流等效模型,四、场效应管放大电路的动态分析,.,24,若Rd=3k，Rg=5k，gm=2mS，则(与共射电路比较。),基本共源放大电路的动态分析,四、场效应管放大电路的动态分析,.,25,四、场效应管放大电路的动态分析,分压式偏置共源放大电路的动态分析,.,26,四、场效应管放大电路的动态分析,分压式偏置共源放大电路的动态分析,.,27,四、场效应管放大电路的动态分析,分压式偏置共源放大电路的动态分析,.,28,四、场效应管放大电路的动态分析,基本共漏放大电路的动态分析,.,29,四、场效应管放大电路的动态分析,分压式偏置共源放大电路的动态分析,输出电阻的分析,若Rs=3k，gm=2mS，则Ro=?,.,30,复合管的组成：多个管子合理连接等效成一个管子。,不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。,五、复合管,.,31,五、复合管,在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。,讨论一：判断下列各图是否能组成复合管,.,32,Ri=?Ro=?,讨论二：求下图的输入电阻和输出电阻,五、复合管,.,33,放大电路的选用,按下列要求组成两级放大电路：Ri12k，Au的数值3000；Ri10M，Au的数值300；Ri100200k，Au的数值150；Ri10M，Au的数值10，Ro100。,共射、共射；共源、共射；共集、共射；共源、共集。,六、各种放大器件电路性能比较,.,34,六、各种放大器件电路性能比较,