第3章场效应管-5.pptVIP

MOS 管跨导 　　通常 MOS 管的跨导比三极管的跨导要小一个数量级以上，即 MOS 管放大能力比三极管弱。 计及衬底效应的 MOS 管简化电路模型（衬底与源极不相连） 　　考虑到衬底电压 vus 对漏极电流 id 的控制作用，小信号等效电路中需增加一个压控电流源 gmuvus。 gmvgs rds g d s id vgs - vds + + - gmuvus gmu 称背栅跨导，工程上 ? 为常数，一般 ? = 0.1 ~ 0.2。 MOS 管高频小信号电路模型 　　当高频应用、需考虑管子极间电容影响时，应采用如下高频等效电路模型。 gmvgs rds g d s id vgs - vds + + - Cds Cgd Cgs 栅源极间平板电容 漏源极间电容(漏衬与源衬之间的势垒电容) 栅漏极间平板电容 　　场效应管电路分析方法与三极管电路分析方法相似，可以采用估算法分析电路直流工作点；采用小信号等效电路法分析电路动态指标。 3.1.5　MOS 管电路分析方法 　　场效应管估算法分析思路与三极管相同，只是由于两种管子工作原理不同，从而使外部工作条件有明显差异。因此用估算法分析场效应管电路时，一定要注意自身特点。 估算法 MOS 管截止模式判断方法 假定 MOS 管工作在放大模式： 放大模式 非饱和模式(需重新计算 Q 点) N 沟道管：VGS VGS(th) P 沟道管：VGS VGS(th) 截止条件 非饱和与饱和(放大)模式判断方法 a)由直流通路写出管外电路 VGS与 ID 之间关系式。 c)联立解上述方程，选出合理的一组解。 d)判断电路工作模式： 若 |VDS| |VGS–VGS(th)| 若 |VDS| |VGS–VGS(th)| b)利用饱和区数学模型： 例 1　已知 ?nCOXW/(2l) = 0.25 mA/V2，VGS(th)= 2 V，求 ID 。 解： 假设 T 工作在放大模式 VDD (+20 V) 1.2 M? 4 k? T S RG1 RG2 RD RS 0.8 M? 10 k? G ID 代入已知条件解上述方程组得： ID = 1 mA VGS = 4 V 及 ID = 2.25 mA VGS = -1 V (舍去) VDS = VDD - ID (RD + RS) = 6 V 因此 验证得知： VDS VGS–VGS(th) ， VGS VGS(th)， 假设成立。 例 2　已知 ?nCOXW/(2l) = 0.25 mA/V2，VGS(th)= 2 V，求 ID 。 解： 假设 T 工作在放大模式 代入已知条件解上述方程组得： ID = 1.41 mA VGS = 4.36 V 及 ID = 2.84 mA VGS = -1.36 V (舍去) VDS = VDD - VSS - ID (RD + RS) = 7.31 V 因此 验证得知： VDS VGS–VGS(th) ， VGS VGS(th)， 假设成立。 VDD (+10 V) 4 k? T S RG RD RS 1 M? 5 k? G ID VSS (-10 V) VS 小信号等效电路法 　　场效应管小信号等效电路分析法与三极管相似。 利用微变等效电路分析交流指标。 画交流通路； 将 FET 用小信号电路模型代替； 计算微变参数 gm、rds； 注：具体分析将在第 4 章中详细介绍。 3.2　结型场效应管 JFET 结构示意图及电路符号 S G D S G D N 沟道 JFET P + P + N G S D P 沟道 JFET N + N + P G S D N沟道 JFET 管外部工作条件 VDS 0 (保证栅漏 PN 结反偏) VGS 0 (保证栅源 PN 结反偏) 3.2.1　JFET 管工作原理 - + VGS VDS + - P + P + N G S D VGS 对沟道宽度的影响 |VGS | ? 阻挡层宽度? 若 |VGS | 继续? 沟道全夹断 使 VGS = VGS (off) 夹断电压 若 VDS = 0 N G S D + VGS P + P + N 型沟道宽度? 沟道电阻 Ron? _ E1 E2 VDS 很小时 → VGD ? VGS 由图 VGD = VGS - VDS 因此 VDS?→ID 线性 ? 若 VDS ?→则 VGD ?→ 近漏端沟道? → Ron 增大。 此时 Ron ?→ID ? 变慢 VDS 对沟道的控制(假设 VGS 一定) N G S D + VGS P + P + VDS