第2章场效应管放大电路课件.pptVIP

2.6 场效应管放大电路 一、场效应管（以N沟道为例） 栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用 漏-源电压对漏极电流的影响 转移特性 输出特性 2、绝缘栅型场效应管 增强型MOS管uDS对iD的影响 耗尽型MOS管 MOS管的特性 3、场效应管的分类工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性 2.6.2、场效应管静态工作点的设置方法 1、基本共源放大电路 2、自给偏压电路 3、分压式偏置电路 * 一、场效应管 二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法 三、场效应管放大电路的动态分析 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：夹断区、恒流区、可变电阻区，对应于三极管的截止区、放大区和饱和区。 1、结型场效应管 导电沟道 源极 栅极 漏极 符号 结构示意图 沟道最宽 沟道变窄 沟道消失称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度。 UGS（off） uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。 预夹断 uGD＝UGS（off） 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uGS。 uGDUGS（off） uGDUGS（off） 夹断电压 漏极饱和电流 场效应管工作在恒流区uGS＞UGS（off）且uDS＜UGS（off） g-s电压控制d-s的等效电阻 预夹断轨迹，uGD＝UGS（off） 可变电阻区 恒 流 区 iD几乎仅决定于uGS 击 穿 区 夹断区（截止区） 夹断电压 IDSS ΔiD 低频跨导： uGS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。 增强型管 SiO2绝缘层 衬底 耗尽层 空穴 高掺杂 反型层 大到一定值才开启 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。 iD随uDS的增大而增大，可变电阻区 uGD＝UGS（th）,预夹断 iD几乎仅仅受控于uGS，恒流区 刚出现夹断 udS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻 耗尽型MOS管在 uGS＞0、＜0、＝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uGS＞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 uGS=0时就存在导电沟道 1)增强型MOS管 2)耗尽型MOS管 开启电压 夹断电压 根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源 由正电源获得负偏压 称为自给偏压 为什么加Rg3?其数值应大些小些？ 即典型的Q点稳定电路 2.6.3 场效应管放大电路的动态分析 一、场效应管的低频小信号等效模型 （以N沟道增强型MOS管为例） 将场效应管视为二端口网络 栅—源之间只有电压uGS，而无电流 iD=f(uGS,uDS) 取全微分得 + - - + 令 若信号较小，则gm和rds近似为常数,于是，有 场效应管的低频小信号等效模型如图所示 说明 ①gm由UGS=UGSQ时的转移特性曲线上Q点处切线斜率决定 对于增强型MOS管 Q gm 跨导 Q 理想时 rds=∞（开路） d—s间只等效为一个受控电流源 ③场效应管简化等效模型 Q ②rds为UGS=UGSQ时的输出特性曲线上Q点处切线斜率的倒数。 二、基本共源放大电路的动态分析 分析方法：交流等效电路法 结论 共源放大电路是一反相放大电路。 【例2.7.1】如图所示电路，VGG=6V，VDD=12V，Rd=3kΩ；UGS(th)=4V，IDO=10mA。试估算Q点， 和Ro 。 【解】（1）估算Q点 UGSQ=VGG＝6V UDSQ=VDD-IDQRd＝（12－2.5×3）V＝4.5V （2）估算 和Ro ，Ro=Rd=3kΩ 结论 共源电路的放大能力远不如共射电路！ 三、基本共漏放大电路的动态分析 输出电阻的求法 电压电流法[除（独立）源后] 结论 共漏放大电路是一同相放大电路。 GG 场效应管与晶体管比较： 晶体管 场效应管 不同点: 1.控制方式 电流控制器件 电压控制器件 2.导电机构 双极型 单极型 3.噪声,热稳定性 大，差 小，好 4.输入电阻 小102~104 大108~1015 5.放大参数 ?:50--200 gm 0.1--6mA/v 相同点： 1. 都有三个电极：