模拟电子技术及应用 教学课件 作者 李继凯 第3章 场效应管及其放大电路.pptVIP

3.1 场效应管  （1） 对导电沟道宽度及漏极电流 的控制作用  （2） 对导电沟道宽度及漏极电流 的影响 第3章 作业 3.1 3.2 直接做在书上。 3.3 3.4 3.6 3.7 3.9 第3章 场效应管及其放大电路 场效应管 3.1 场效应管放大电路 3.2 场效应管也称单极型晶体管∶具有噪声小、抗辐射能力强、输入阻抗高等优点。 场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c； 有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。 符号 结构示意图 栅极 漏极 源极 导电沟道 3.1.1 结型场效应管 P 沟道结型场效应管 N 沟道结型场效应管 沟道最宽 沟道变窄 沟道消失称为夹断 VGS（off） 1. 工作原理 夹断电压常用 或 表示。 设 为固定值，且 。 vGDVP vGS＞VP且不变，VDD增大，iD增大。 vGD＝VP 预夹断 vGD＝VP 预夹断 vGDVP VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于vGS。 VGS vDS 2. 结型场效应管的特性曲线及电流方程 （1）输出特性 g-s电压 控制d-s的 等效电阻 预夹断轨迹，vGD＝VP 可变电阻区 恒 流 区 iD几乎仅决定于vGS 击 穿 区 夹断区（截止区） 夹断电压 IDSS ΔiD 不同型号的管子VP、IDSS将不同。 低频跨导： （2）转移特性 场效应管工作在恒流区，因而vGS＞VP且vGD＜VP。 夹断电压 漏极饱和电流 3.1.2 绝缘栅场效应管 绝缘栅型场效应管的栅极与源极、栅极与漏极之间均采用SiO2绝缘层隔离，因此而得名。 又因为绝缘栅型场效应管中各电极为金属铝，绝缘层为氧化物，导电沟道为半导体，故又称为金属—氧化物—半导体场效应管，简称为MOS管—Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。 1．N沟道增强型MOS管 衬底 SiO2绝缘层 高掺杂 漏极 栅极 源极 结构示意图 电路符号 （1）工作原理 （a）耗尽层的形成 （b）导电沟道的形成  ① 对导电沟道宽度及漏极电流 的控制作用 耗尽层 空穴 大到一定值才开启 反型层 vGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。 使导电沟道刚刚形成的栅源电压 称为开启电压， 用VT表示，有时也用VGS(th)表示。  ② 对导电沟道宽度及漏极电流 的控制作用 设 且为定值。 刚出现夹断 iD几乎仅仅受控于vGS vGS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻 （2）特性曲线和电流方程 （a）输出特性 （b）转移特性 开启电压 电流方程： 耗尽型MOS管在 vGS＞0、 vGS ＜0、 vGS ＝0时均可导通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在vGS＞0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。 加正离子 小到一定值才夹断 vGS=0时就存在导电沟道 2．N沟道耗尽型MOS管 3．P沟道MOS管 P沟道MOS管是在N型衬底表面生成P型反型层作为导电沟道。P沟道MOS管与N沟道MOS管的结构和工作原理类似，并且也有增强型和耗尽型两种。使用时，栅源电压 和漏源电压 的极性与N沟道MOS管相反。 3.1.3 场效应管的主要参数 1．直流参数 （1）开启电压 是增强型MOS管的参数。是使漏极电流大于零所需要的最小栅源电压。 （2）夹断电压 是结型场效应管和耗尽型MOS管的参数。 （3）饱和漏电流 是结型场效应管和耗尽型MOS管的参数。 当栅源电压等于零，而漏源电压大于夹断电压时的漏极电流，称为饱和漏极电流。 （4）直流输入电阻 结型管的 大于 Ω， MOS管的 大于 Ω。 2．交流参数 （1）低频跨导 （2）输出电阻 一般约为几十千欧到几百千欧。 （3）极间电容 场效应管的三个电极之间均存在极间电容。在低频情 况下，它们的影响可以忽略不计，在高频情况下，必须予以考虑。 3．极限参数 （1）最大漏极电流 是管子正常工作时允许的最大漏极电流。 （2）最大耗散功率 是管子正常工作时允许损耗的最大功率。 （3）最大漏源电压 是指漏