第三章 场效应管 g.pptVIP

共栅放大器 vs + - RL + - vo R?S RS RD vi + - vs + - RL + - vo R?S RS RD gmvgs ii io + - vi g s Ri? i?i 因为 所以 而 共漏放大器 RG vs + - RL + - vo RS + - vi R?S g R?S RG vs + - RL + vo RS + - vi rds - gmvgs s 经推导 FET三种组态电路性能比较 小 大 小 大 大 ?1 大 大 大 RD RG vs + - RL + - vo RS + - vi R?S vs + - RL + - vo R?S RS RD vi + - RG vs + - RL + - vo RS + - vi R?S 共源 共栅 共漏 Ri Ro Av * * * * 数学模型： 若考虑沟道长度调制效应，则ID的修正方程： 工作在饱和区时，MOS管的正向受控作用，服从平方律关系式： 其中：? 称沟道长度调制系数，其值与l 有关。 通常 ? =( 0.005 ~ 0.03 )V-1 截止区 特点： 相当于MOS管三个电极断开。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =5V 3.5V 4V 4.5V 沟道未形成时的工作区 条件： VGS VGS(th) ID=0以下的工作区域。 IG≈0，ID≈0 击穿区 VDS增大到一定值时?漏衬PN结雪崩击穿? ID剧增。 VDS??沟道 l ? ?对于l 较小的MOS管?穿通击穿。 NEMOS管转移特性曲线 VGS(th) = 3V VDS = 5V 转移特性曲线反映VDS为常数时，VGS对ID的控制作用,可由输出特性转换得到。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =5V 3.5V 4V 4.5V VDS = 5V ID/mA VGS /V 0 1 2 3 4 5 转移特性曲线中,ID =0 时对应的VGS值,即开启电压VGS（th） 。 P沟道EMOS管 + - VGS VDS + - S G U D N N + P + S G D U P + N沟道EMOS管与P沟道EMOS管工作原理相似。 即 VDS 0 、VGS 0 外加电压极性相反、电流ID流向相反。 不同之处： 电路符号中的箭头方向相反。 ID 1.2 耗尽型MOS场效应管 S G U D ID S G U D ID P P + N + S G D U N + N沟道DMOS N N + P + S G D U P + P沟道DMOS DMOS管结构 VGS=0时，导电沟道已存在 沟道线是实线 NDMOS管伏安特性 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(th) VGS =1V -1. 5V - 1V -0. 5V 0V 0. 5V -1. 8V ID/mA VGS /V 0 VGS(th) VDS 0，VGS 正、负、零均可。 外部工作条件： DMOS管在饱和区与非饱和区的ID表达式与EMOS管相同。 PDMOS与NDMOS的差别仅在于电压极性与电流方向相反。 1.3 四种MOS场效应管比较 电路符号及电流流向 S G U D ID S G U D ID U S G D ID S G U D ID NEMOS NDMOS PDMOS PEMOS 转移特性 ID VGS 0 VGS(th) ID VGS 0 VGS(th) ID VGS 0 VGS(th) ID VGS 0 VGS(th) 饱和区（放大区）外加电压极性及数学模型 VDS极性取决于沟道类型 N沟道：VDS 0， P沟道：VDS 0 VGS极性取决于工作方式及沟道类型 增强型MOS管： VGS 与VDS 极性相同。 耗尽型MOS管： VGS 取值任意。 饱和区数学模型与管子类型无关 临界饱和工作条件 非饱和区（可变电阻区）工作条件 |VDS | = | VGS –VGS(th) | |VGS| |VGS(th) |， |VDS | | VGS –VGS(th) | |VGS| |VGS(th) | ， 饱和区（放大区）工作条件 |VDS | | VGS –VGS(th