模拟电路 教学课件 作者 张丽华第1章 ch01 5.pptVIP

1.5 场效应晶体管 1.5.1 绝缘栅场效应管　　 1.5.2 结型场效应管　　 1.5.3 场效应管的主要参数　　 1.5.4 场效应管与晶体管的比较 1.5 场效应晶体管 场效应晶体管（Field Effect Transistor），缩写为FET，简称场效应管。是一种用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的半导体器件，属于电压控制电流源器件，用VCCS表示。它工作时只有一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。 其主要特点是输入电阻高（达107～1015Ω）、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象、受温度和辐射影响小，故特别适用于高灵敏、低噪声电路，如各种仪器或电子产品的前置放大电路。 我们把vGS=0时iD随vDS的变化规律用曲线表示如图1-49所示。 综上分析可知： （1）沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型三极管。 （2）JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此iG=0，输入电阻很高。 （3）JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制。 （4）预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和，基本不随vDS变化。 （3）特性曲线与电流方程 图1-55（a）和（b）分别为N沟道增强型MOS管的输出特性曲线和转移特性曲线。与结型场效应管一样，输出特性曲线也分为四个区域，即可变电阻区、饱和区、截止区和击穿区。 1.5.3 场效应三极管的参数和型号 1．场效应三极管的参数 2．场效应三极管的型号命名 1.5.4 双极型晶体管和场效应晶体管的比较 第1章 常用半导体器件 P沟道 耗尽型 P沟道 P沟道 N沟道 增强型 N沟道 N沟道 （耗尽型） FET 场效应管 JFET 结型 MOSFET 绝缘栅型 (IGFET) 耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道 场效应管的分类： 1.5.1 结型场效应管 1.结构 N沟道 JFET 管外部工作条件 uDS 0 (保证栅漏 PN 结反偏) uGS 0 (保证栅源 PN 结反偏) 2　工作原理 P + P + N g s d + UGS UDS + - uGS 对沟道宽度的影响 | uGS | ? 阻挡层宽度? 若 | uGS | 继续? 沟道全夹断 使 uGS = uGS (off) 夹断电压 若 uDS = 0 N g s d + uGS P + P + N 型沟道宽度? 沟道电阻 Ron? uDS 很小时 → uGD ? uGS 由图 uGD = uGS - uDS 因此 uDS?→ID 线性 ? 若 uDS ?→则 uGD ?→ 近漏端沟道? → Ron 增大。 此时 Ron ?→ID ? 变慢 uDS 对沟道的控制(假设 uGS 一定) N g s d + uGS P + P + uDS + - 此时 W 近似不变 即 Ron 不变 当 VDS 增加到使 VGD ? = VGS(off) 时 → A 点出现预夹断 若 VDS 继续?→A 点下移 → 出现夹断区 此时 VAS = VAG + VGS = -VGS(off) + VGS (恒定) 若忽略沟道长度调制效应，则近似认为 l 不变(即 Ron不变)。 因此预夹断后： VDS ? →ID 基本维持不变。 N G S D + VGS P + P + VDS + - A N G S D + VGS P + P + VDS + - A 图1-49 vGS =0时iD随vDS的变化规律 (1)输出特性曲线 1）可变电阻区 特点： ID 同时受 VGS 与 VDS 的控制。 条件： VGS VGS(off) V DS VGS – VGS(off) 3. 特性曲线 线性电阻： ID/mA VDS /V O VDS = VGS – VGS(off) VGS = 0 V -2 V -1. 5 V -1 V -0. 5 V 2) 饱和区(放大区) 特点： ID 只受 VGS 控制，而与 VDS 近似无关。 ID/mA VDS /V O VDS = VGS – VGS(off) VGS = 0 V -2 V -1. 5 V -1 V -0. 5 V iD与vGS关系： 条件： VGS VGS(off) V DS VGS–VGS(off) 　　(VPvGS0) ，式中IDSS是vGS=0时的漏极电流，常称为饱和漏极电流。 3) 截止区