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模拟电子技术基础 第3章 场效应管

第3章 场效应晶体管和基本放大电路;作业;本章的重点与难点;场效应管输入回路内阻很高(107~1012?),热稳定性好,噪声低,比晶体管耗电小,应用广泛。;场效应管的分类;3.1.1 结型场效应管;结型场效应管的符号;(1) g、s间和d、s间均短路的情况;(2) g、s间加负电压和d、s间短路 UGS0,UDS=0; UDS的作用产生漏极电流ID ,使沟道中各点和栅极间的电压不再相等,近漏极电压最大,近源极电压最小。 导电沟道宽度不再相等。;UGD = UGS - UDS = - UDS 当UDS 增加到|UGS(off)| 。漏极附近的耗尽区相接,称为预夹断。;g、s间的负电压使导电沟道变窄(等宽);d、s间的正电压使沟道不等宽。?UGS ?增加,导电沟道变窄,沟道电阻增大,相同UDS产生的ID减小。;称场效应管为电压控制元件。;2. 工作原理--电压控制作用;3. 结型场效应管的特性;UDS较小、曲线靠近纵轴的部分。 也就是预夹断轨迹左边区域。 ;UDS较大、 ID基本不随UDS的增加而增加的部分。 预夹断轨迹右边区域。; 导电沟道全部夹断。;*;4;恒流区ID近似表达式为:;1.4.2 绝缘栅型场效应管(MOS管);*;1、N沟道增强型MOS管;; 由于绝缘层SiO2的存在,栅极电流为零。 栅源电压产生向下的电场强度,基底靠近栅极形成N型薄层,称为反型层。 这个反型层就构成了漏源之间的导电沟道。;UGS到达UGS(th)后,UGS越大,反型层越宽,导电沟道电阻越小,相同的UDS产生的电流ID大,从而实现了压控电流作用。 ; UDS作用产生漏极电流ID 。沟道各点对栅极电压不再相等,导电沟道宽度不再相等,沿源-漏方向逐渐变窄。; 随着UDS的继续增大, UGD减小,当UGD =UGS(th)时 ,导电沟道在漏极一端产生夹断,称为预夹断。 ;*;恒流区ID和UGS的近似关系:;制造时,在绝缘层中掺入大量的正离子,即使UGS =0,在正离子的作用下,源-漏之间也存在导电沟道。只要加正向UDS ,就会产生流入漏极的电流ID。 UGS0,并且当UGS小于某一值时,导电沟道消失,此时的UGS称为夹断电压UGS(off) 。;d;4;场效应管的符号及特性 76页;*;*;*; 测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位及它们的开启电压如表所示。试分析各管的工作状态(夹断区、恒流区、可变电阻区)。;3.1.3 场效应管的主要参数; ( 2)夹断电压 UGS(off) UDS为固定值使漏极电流近似等于零时所需的栅-源电压。 结型场效应管和耗尽型MOS管的参数。 (NMOS管为负,PMOS管为正)。; (4)直流输入电阻RGS(DC) 栅-源电压与栅极电流的比值,其值很高, 一般为107-1010左右。;2、交流参数;(2)交流输出电阻rds rds反映了uDS对iD的影响,是输出特性曲线上Q点处切线斜率的倒数. rds在恒流区很大。;3、极限参数;3.1.4 场效应管与双极型晶体管的比较;3)FET漏极与源极可以互换使用;BJT的发射极与集电极一般不能互换使用; FET比BJT的种类多,组成电路更灵活; 4)FET工艺简单,功耗小,占用芯片面积小,电源范围宽,更多用于大规模和超大规模集成电路。 5)MOS管的栅极绝缘,外界感应电荷不易泄放。存储及使用时要注意。;例 电路及管子的输出特性如图所示。试分析uI为0、8V和10V三种情况下uO分别为几伏。; 首先需要分析该管子是什么类型的场效应管。;例 电路及管子的输出特性如图所示。试分析uI为0、8V和10V三种情况下uO分别为几伏。;;(3)当UGS(th)=10V时,若认为 T工作在恒流区,则iD为2.2mA, uo=4V,而uGS=10V时的预夹断电压为uDS=6V说明管子工作在可变电??区。;场效应管组成的放大电路与双极型晶体管一样,必须建立合适的静态工作点。;静态工作点分析;2、分压式偏置电路;IDQ UGSQ;静态分析小结;;例3-1 自给偏压电路中,已知场效应管的输出特性, 用图解法确定Q点;例3-1 自给偏压电路中,已知场效应管的输出特性, 用图解法确定Q点;*;低频小信号模型;s;耗尽型MOS及结型FET;2.应用微变等效电路分析法分析场效应管放大电路;微变等效电路; 输入电阻;例3-3 图示电路, 计算Au、Ri和RO,已知;动态分析: 1)电压增益;共源电路的电压增益比共射电路小,输入电阻大;(2)共漏放大电路;( ,源极跟随器) ;③输出电阻;解 (1);计算g

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