场效应晶体管及其放大电路应用

模拟电子技术

第三章场效应晶体管及其放大电路应用第三章场效应晶体管及其放大电路应用3.3

场效应管放大电路

3.1

场效应管概述3.2

绝缘栅型场效应管3.1

场效应管概述场效应管（FET）

结型（JFET）（属于耗尽型）

绝缘栅型（MOSFET）

增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道N沟道P沟道3.2.1

N沟道增强型MOS管3.2绝缘栅场效应管(a)结构示意图(b)电路符号P型半导体为衬底g栅极d漏极s源极1.结构2.工作原理

绝缘栅场效应管是通过改变栅-源电压uGS的大小，从而改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少，即改变感应电荷形成的导电沟道的状况，达到控制漏极电流iD之目的。1）导电沟道的建立(a)uGS=0，无导电沟道

(b)uGS≥UGS(th)，建立导电沟道

UGS(th)称为开启电压

2.工作原理2）uDS对iD的影响

(c)uDS>uGS-UGS(th)

(a)uDS较小(b)uDS=uGS-UGS(th)漏、源间呈可变电阻特性处于预夹断状态具有恒流源特性MOS管在正常工作情况下，uDS、UGS(th)是确定的，则3）uGS对iD的控制作用式中：IDO为uGS=2UGS(th)时的iD值

在满足上式的情况下，只要改变uGS的值，就有一个确定的iD与之对应，从而实现uGS对iD的控制。2.工作原理MOS管在正常工作情况下，uDS、UGS(th)是确定的，则(a)转移特性

(b)输出特性3.特性曲线3.5场效应管放大电路(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区(放大区)，场效应管的偏置电路相对简单。(2)动态：能为交流信号提供通路。静态分析：估算法、图解法。动态分析：微变等效电路法。分析方法：

场效应管是电压控制器件。它利用栅源电压来控制漏极电流的变化。它的放大作用以跨导来体现，在场效应管的漏极特性的水平部分，漏极电流iD的值主要取决于uGS，而几乎与uDS无关。3.5场效应管放大电路动态分析：微变等效电路法(a)包括rds在内的微变等效电路

(b)简化的微变等效电路3.3.1共源极放大电路

(b)交流通路(a)共源极放大电路1.静态分析(UGSQ,IDQ,UDSQ)1）解析法2）图解法

P84-853.3.1共源极放大电路

2.动态分析1）电压放大倍数2）输入电阻3）输入电阻和输出电阻3.3.1共源极放大电路

3.自给偏压电路自给偏压共源极放大电路(a)N沟道耗尽型MOS管放大电路(b)N沟道结型场效应管放大电路3.3.1共源极放大电路

4.举例分析例：设上页图（a）所示共源极放大电路中，场效应管的UGS(off)=-1V,IDSS=0.5mA，UDD=18V,R1=47kΩ，R2=2MΩ，Rg=10MΩ，Rs=2kΩ，Rd=30kΩ，RL=30kΩ。1）求放大电路的静态工作点；2）求放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。解

1）根据电路的直流通路，有IDQ1=1.6mA[舍去]；IDQ2=0.32mA=IDQUGSQ=-0.23VUDSQ=7.76V解得：3.3.1共源极放大电路

例：设图（a）所示共源极放大电路中，场效应管的UGS(off)=-1V,

IDSS=0.5mA，UDD=18V,R1=47kΩ，R2=2MΩ，Rg=10MΩ，

Rs=2kΩ，Rd=30kΩ，RL=30kΩ。2）求放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。解：2)先求gm本章小结场效应管是一种电压控制器件；和半导体三极管相比，场效应管由多数载流子参与导电，所以温度稳定性好、抗辐射能力强、噪声低。场效应管主要优点有输入电阻非常高；场效应管分为结型和绝缘栅型两类，每类