场效应管放大器...ppt

,场效应管放大器,学习内容：场效应管（简称FET）工作原理及特性曲线,FET放大器,学习方法：和三极管及基本放大器对照学,第三章,3.1结型场效应管（JFET）,一、JFET的结构和工作原理,1.结构、符号,图31,图32,箭头表示PN结方向（PN）,2.工作原理（以N沟道管为例）,令vDS=0，看耗尽层的变化即沟道的宽窄,在g和s（PN结）间加一反偏vGG，即vGS为负值。,|vGS|，耗尽层均匀增加，沟道均匀变窄，见图33。,图33,|vGS|，vGS=VP。沟道被夹断。见图34。,VP：夹断电压,图34,即使加vDS，iD亦为0。,令vGS=0，看iD和vDS的关系,图35(a),a.vDS=0，iD=0见(a)图,b.vDS，沟道电场强度（以这为主）iD,但从源极到漏极，产生一个沿沟道的电位梯度，使加在PN结上的反偏由靠近源极的o到vDS。因此靠漏极耗尽层宽，靠源极耗尽层窄，沟道成楔形。见(b)图。,c.vDS，两边耗尽层在A点相遇，称为预夹断，,此时g点和A点间电压为VP。即vGSvDS=VP,见(c)图。,（此后G与沟道中哪点电位差为VP。即某点PN结所加反偏为|VP|，哪点被夹断）,d.vDS，,iD不变,夹断长度,（vDS不能控制iD）,要使iD减少，须加负的vGS。,vGS越负，iD越小。体现了vGS对iD的控制作用。,（vGS产生的电场变化控制iD，称为场效应管）,3.JFET的特性曲线及参数,输出特性,I区：可变电阻区。vGS越负，漏源间等效交流电阻越大。,II区：饱和区（恒流区，线性放大区）,III区：击穿区。vDS太大，加到G、D间PN结反偏太大，致使PN结雪崩击穿，管子不能正常工作，甚至烧毁。,转移特性,a.讨论输入特性无意义,b.转移特性是在输出特性上描点而得。,图37,A,B,C,VP,vDS10(V),(a),IDSS,c.在饱和区内，VPvGS0时，iD和vGS的关系是：,IDSS：饱和漏电流,4.主要参数,夹断电压VP,vGS=0时，即预夹断点处vDS=VP,测试时，令vDS=10V。iD=50A。此时的vGS=VP,饱和漏电流IDSS,vGS=0时，vDS=10V时的iD。,跨导gm,是衡量vGS对iD控制作用的参数，也是表征管子放大能力的参数，其值约在0.1ms10ms内。,转移特性曲线工作点上之斜率。,估算gm：,vGS为Q点的直流值,输出电阻rd,其值很大，几十几百K。,3.2绝缘栅场效应管（MOSFET）,JFET输入电阻约106109。而绝缘栅FET输入电阻可高达1015。,一、N沟道增强型绝缘栅场效应管,1.结构符号,g和s、d均无电的接触，叫绝缘栅；,箭头方向由P（衬底）指向N（沟道）；,虚线表明vGS=0，沟道不存在。,图38,2.工作原理,vGS=0，即使加vDS，,无沟道，iD=0，,总有一个PN结反偏；,此时若s与衬底连，则D与衬底间PN结亦是反偏。,见图(a),vGS0，排斥空穴，吸引电子到半导体表面,vGS到vGSVT，半导体表面形成N导电沟道，将源区和漏区连起来。,VT：开启电压,见图(b),加上VDS,vGSVT,vDS=0iD=0,vDSiD沟道成楔形（vGSvDSVT）见图(c),vDS靠d端被夹断（vGSvDS=VT）,vDS夹断区iD饱和（vGSvDSVT，沟道形成，加vDS，才有iD。,输出特性也分三个区。,归纳：,vGSVT，在半导体表面形成感生沟道，并控制它。,vGS沟道iD,vGS沟道iD,这就是vGS对iD的控制,二、耗尽型绝缘栅场效应管的特点（N沟道）,1.结构符号,图311,在绝缘层sio2里掺杂大量正离子,2.工作原理,vGS沟道iD,0存在有vDS就有iD,0变宽,Rd，忽略rd的影响。,2.场效应管放大电路分析,共源电路,图318,微变等效电路如(b)图,Ri=Rg3+Rg1/Rg2Ro=Rd,例31求下图的,解：(1)画简化微变等效电路,(2),Ri=RgRo=Rd,例32求共漏极电路的,(1)微变等效电路,Ri=Rg,例33源极输出器电路如图所示。已知场效应管工作点上的互导gm=0.9mS，其它参数如图中所示。求放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。,解：,例34一场效应管和双