栅极源极漏极.PPT

第三章 场效应管放大器 1. 结型场效应管的工作原理 在栅源间加负电压uGS ，令uDS =0 ①当uGS=0时，为平衡PN结，导电沟道最宽。 （2）漏源电压对沟道的控制作用 * * JFET的结构和工作原理 JFET的特性曲线 JFET放大电路小信号模型分析 结型场效应管（JFET） 绝缘栅型场效应管（MOSFET） 3.1 场效应管 BJT是一种电流控制元件(iB~ iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。 场效应管（Field Effect Transistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS~ iD) ，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。 FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。 FET分类： 绝缘栅场效应管 结型场效应管 增强型 耗尽型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 1. 结型场效应管JFET 栅极 源极 漏极 （1）栅源电压对沟道的控制作用 ②当│uGS│↑时，PN结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。 ③当│uGS│↑到一定值时 ，沟道会完全合拢。 定义： 夹断电压UP——使导电沟道完全合拢（消失）所需要的栅源电压uGS。 栅极 源极 漏极 在漏源间加电压uDS ，令uGS =0 由于uGS =0，所以导电沟道最宽。 ①当uDS=0时， iD=0。 ②uDS↑→iD ↑ →靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布。 ③当uDS ↑，uDG=uDS-uGS=|UP |时，在靠漏极处夹断——预夹断。 预夹断前， uDS↑→iD ↑。 预夹断后， uDS↑→iD 几乎不变。 ④uDS再↑，预夹断点下移。 栅极 源极 漏极 3、 结型场效应三极管的特性曲线 1. 输入特性曲线 组态:共源极 （2）输出特性曲线： iD=f（ uDS ）│uGS=常数 uGS=0V uGS=-1V 设：UP= -3V 四个区： 恒流区的特点： △ iD /△ uGS = gm ≈常数 即： △ iD = gm △ uGS （放大原理） 可变电阻区 恒流区(饱和区) 截止区 击穿区 （3）转移特性曲线： iD=f（ uGS ）│uDS=常数 可根据输出特性曲线作出移特性曲线。 例：作uDS=10V的一条转移特性曲线： IDSS IDSS 5 .双极型和场效应型三极管的比较 易受静电影响 不受静电影响 静电影响 较小 较大 噪声 电压输入 电流输入 输入量 电压控制电流源 电流控制电流源 控制 多子运动 多子扩散少子漂移 载流子 单极型场效应管 双极型三极管 不宜大规模集成 几十到几千欧 制造工艺 输入电阻 适宜大规模和超大规模集成 几兆欧以上 一. 直流偏置电路 保证管子工作在饱和区，输出信号不失真 5. 2 场效应管放大电路 1.自偏压电路 UGS =- IDR 计算Q点：UGS 、 ID 、UDS 已知UP ，由 UGS = - IDR 可解出Q点的UGS 、 ID UDS =VDD- ID (Rd + R ) 再求： ID 分压式自偏压电路 可解出Q点的UGS 、 ID 计算Q点： 已知UP ，由 UDS =VDD- ID (Rd + R ) 再求： 2.分压式偏置电路 二. 场效应管的交流小信号模型 与双极型晶体管一样，场效应管也是一种非线性器件，在交流小信号情况下，也可以由它的线性等效电路—交流小信号模型来代替。 其中：gmugs是压控电流源，它体现了输入电压对输出电流的控制作用。gm称为低频跨导。 rds为输出电阻，类似于双极型晶体管的rce。 + — + + - gs m u gs u u - S ds g r ds g d S d i + — + + - gs m u gs u u - S ds g g d S d i 三. 场效应管放大电路 1.共源放大电路 + — + u i u g d u gs u gs m R g3 g1 R g2 R i R L R - S - o + g R O d R id 分析： （1）画出共源放大电路的交流小信号等效电路。 （2）求电压放大倍数 （3）求输入电阻 （4）求输出电阻 则 + — + u i u g d u gs u gs