场效应管及其应用

1、1会计学场效应管及其应用场效应管及其应用dsgd 漏极g 栅极PPN耗尽层s 源极dsg(a)(b)(c) 图 3.1结型场效应管结构与符号图(a) 结构; (b) N沟道结型场效应管符号; (c) P沟道结型场效应 常数ufdsuigsD)(3. 1)dgSUDDiDUGGPPuDSuGSNRd图3.2 N沟道结型场效应管工作原理 5432101234uDS=12 VuGS/ViD / mAIDSSUGS(off)图3.3 N沟道结型场效应管转移特性曲线 在UGS(off)uGS0的范围内, 漏极电流iD与栅极电 压uGS的关系为2)()1 (UuIioffGSGSDSSD(3. 2)常数u

2、fGSuiDSD)(3. 3)01234524681012141618iD / mAuDS / V夹断区可变电阻区4 V3 V2 V1 V击穿区恒流区(放大区)uDS0 V 图 3.4 N沟道结型场效应管输出特性曲线 图 3.5增强型MOS管结构及符号图 (a) N沟道结构图; (b) N沟道符号; (c) P沟道符号sgdNNP型硅衬底衬底引线gdsgds(a)(b)(c)SiO2gdNNP型硅衬底sUGGUDDiD 图 3.6 N沟道增强型MOS管工作原理2)() 1(UuIithGSGSDOD(3. 4) 其中ID0是uGS=2UGS（th）时的iD值。 （2） N沟道增强型绝缘栅场效应

3、管的输出特性曲线 如图3.7（b）所示。 4321iD / mA02468uGS / VuDS10 VUGS(th)3 V012345iD / mA6 V5 V4 V3 V24681012141618uDS / V(a)(b) 图3.7N沟道增强型场效应管特性曲线 （a） 转移特性; （b） 输出特性sgdNNP型硅衬底衬底引线gdsgds(a)(b)(c) 图3.8耗尽型MOS管结构及符号图(a) N沟道结构图; （b） N沟道符号; （c） P沟道符号 5 4 3 2 1024681012uDS= 常数uGS / ViD / mAUGS(off)IDSS02468101214162 V1

4、V3 VuGS= 2 V1 V24681012uDS/V(a)(b)iD / mA0 V在uGS UGS（off）时, iD与uGS的关系可用下式表示: 2)()1 (UuIioffGSGSDSSD(3. 5)常数uDSdudigGSDm(3. 6) 漏极电阻：将漏 极电流转换成漏 极电压，并影响 放大倍数Au UDDRdC2RsCs旁路电容：消除Rs对交流信号的衰减源极电阻：利用IDQ在其上的压降为栅源极提拱偏压RgC1 栅极电阻：将Rs压降 加至栅极uiuo图 3.10 场效应管共源放大电路RIUSDGS (3. 7)RIURRRUUUsDDDgggSGGS212 (3. 8)图3.11R

5、dC2 UDDuoRsCsRg1Rg3Rg2C1ui Rg1， Rg2：栅极 分压电阻使栅极获 得合适的工作电压 栅极电阻：用来 提高输入电阻 图 3.11分压偏置式共源放大电路)(RRIUUsdDQDDDSQ (3. 9) 2. 动态分析动态分析 放大电路的动态参数可由微变等效电路求出。 1） 场效应管的微变等效电路 2） 共源放大电路的微变等效电路dgudsidsdsgudsidsgmugsugsugs 图3.12场效应管微变等效电路RguRuguRRiuuALmgsLgsmgsLddiou)/(3. 10)（2） 输入电阻: )/(213RRRrgggi(3. 11) （3） 输出电阻:

6、 Rrdo(3. 12)Rg1Rg2Rg3riuiugsggmugsRdRLuorods 图 3.13 共源放大电路的微变等效电路gRrRRRrRgRguuAuRguuuRUgRRiumsogggiLmLmiougsLmogsiLgsmLSdo1/)/(1)1 ()/(321(3. 13)(3. 14)(3. 15)5 4 3 2 1024681012uDS= 常数uGS / ViD / mAUGS(off)IDSS02468101214162 V1 V3 VuGS= 2 V1 V24681012uDS/V(a)(b)iD / mA0 V在uGS UGS（off）时, iD与uGS的关系可用下式表示: 2)()1 (UuIioffGSGSDSSD(3. 5)(RRIUUsdDQDDDSQ (3. 9) 2. 动态分析动态分