场效应三极管及其应用.ppt

1、场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，也称为单极型三极管。场效应管是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。 从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。,第4章 场效应三极管及其应用,场效应管与晶体管不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。,结型场效应管JFET,绝缘栅型场效应管MOS,场效应管有两种:,MOS绝缘栅场效应管（N沟道）,（1） 结构,P型基底,两个N区,SiO2绝缘层,金属铝,N导电沟道,N沟道增强型,（2）符号,N沟道耗尽型,栅极,漏极,源极,N沟道MOS管的特性曲线,NMOS场效应管转移特性,UGS=3V,

2、UGS=4V,UGS=5V,开启电压UGS（th）=1V,增强型NMOS场效应管 输出特性曲线,增强型NMOS场效应管转移特性,耗尽型NMOS场效应管 输出特性曲线,UGS=0V,UGS=+1V,UGS=+2V,夹断电压UP=-2V,耗尽型NMOS场效应管转移特性,跨导gm,= ID / UGS,=（3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V,夹断区,可变电阻区,恒流区,场效应管的微变等效电路,输入回路：开路 输出回路：交流压控恒流源，电流,场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。,场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管的发射极、集电极

3、、基极。,场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。,场效应管放大电路,场效应管放大电路组成原则与分析方法,(1).静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区,(2).动态: 能为交流信号提供通路,组成原则,分析方法 （与双极型晶体管放大电路一样）,1.自给偏压式偏置电路,场效应管放大电路例举,栅源电压UGS是由场效应管自身的电流提供的，故称自给偏压。,UGS = RSIS = RSID,T为N沟道耗尽型场效应管,增强型MOS管因UGS=0时， ID 0，故不能采用自给偏压式电路。,估算法：,UGS = RSID,将已知的UGS(of

4、f)、IDSS代入上两式，解出UGS、ID;,由 UDS= UDD ID(RD+ RS) 解出UDS,列出静态时的关系式,对增强型MOS管构成的放大电路需用图解法来确定静态值。,例：已知UDD =20V、RD=3k、 RS=1k、 RG=500k、UGS(off)= 4V、IDSS=8mA， 确定静态工作点。,解：用估算法,UGS = 1 ID,UDS= 20 2（ 3 + 1 ）= 12 V,列出关系式,解出 UGS1 = 2V、UGS2 = 8V、ID1=2mA、ID2=8mA,因UGS2 UGS(off) 故舍去 ， 所求静态解为UGS = 2V ID=2mA、,2. 分压式偏置电路,(1) 静态分析,估算法：,将已知的UGS(off)、IDSS代入上两式，解出UGS、ID;,由 UDS= UDD ID(RD+ RS) 解出UDS,列出静态时的关系式,流过 RG 的电流为零,(2) 动态分析,电压放大倍数,交流通路,输入电阻,输出电阻,RG是为了提 高输入电阻ri 而设置的。,3.源极输出器,交流通路,电压放大倍数,特点与晶体管的射极输出器一样,当场效应管工作在可变电阻区时，漏源电阻：,场效应管可看作由栅源电压控制的可变电阻。,| UGS |愈大， RDS愈大。,场效应管放大电路小结,(1) 场效应管放大器输入电阻很大。 (2)场效应管共源