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第九讲 第九讲 第九讲 第九讲 第九讲 第九讲 第九讲 第九讲 第九讲 * * end 第四章、场效应管放大电路 一、结型场效应管 * 二、砷化镓金属-半导体场效应管 三、金属-氧化物-半导体场效应管 四、场效应管放大电路 五、各种放大器件电路性能比较 end 效应管的分类： 场效应管 FET 结型JFET 绝缘栅型MOSFET N沟道 P沟道 耗尽型 增强型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 end 一、结型场效应管 1、JFET的结构与工作原理 结构如图： end 栅极G 栅极G 源极S 漏极D 导电沟道 end 工作原理：以N沟道JFET为例 end ①VGS对沟道的控制作用 当VGS0时，PN结反偏→耗尽层加厚，沟道变窄。 随着VGS的进一步减小，沟道继续变窄。当沟道夹断时，对 应的栅源电压VGS称为夹断电压，用VP表示。 ②VDS对沟道的控制作用 当VGS＝0时，VDS↑→ID↑，G、D间反向电压的增加，使靠 近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔型分布。当 VDS增加到使VGD=VP时，在紧靠漏极处出现预夹断。此时： VDS↑→夹断区向源极延伸→沟道电阻↑→ID几乎不变。 ③VGS和VDS共同作用时 当VPVGS0时，导电沟道更容易夹断，对于同样的VDS，ID 的值比VGS=0时小，预夹断处VGD=VGS-VDS=VP。 end JFET的特点： 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，故 属于单极型器件。 栅极与沟道间的PN结反偏，故IG≈0，输入电阻很 大。 JFET是电压控制型器件，ID受VGS的控制。 预夹断前ID与VDS近似呈线性关系，预夹断后ID则 趋于饱和。 end 输入特性：iD=f(vDS)|vGS=常数 转移特性：iD=f(vGS)|vDS=常数 VP end 源极S 漏极D P型衬底 N+ N+ SiO2 衬底B 绝缘层 栅极G 1、N沟道 增强型 MOSFET 出厂时，通常源极与衬底是相连的。 工作原理： ①栅源短路时 P型衬底 N+ N+ SiO2 漏源之间相当于两个反接的PN+结，无论vds极性如何，总有一个是 反偏的，故，不存在导电沟道，且没有iD end ②当栅源之间接入正向电压时 P型衬底 N+ N+ SiO2 在绝缘层内就会建立如图的电场 在这个电场作用下，衬底中的少子（自由电子）会向绝缘层运动， 从而在漏源之间形成电子层，称为感生沟道或反型层。 end ③在漏源之间加入正向电压vDS时， P型衬底 N+ N+ SiO2 在感生沟道中形成电势梯度，漏极电位较高，因此，沟道厚度是不 均匀的，靠近源极厚，靠近漏极薄。 end 当这个电压较小时，漏极电流迅速增大。 ④当vDS增大到一定数值时， P型衬底 N+ N+ SiO2 感生沟道从漏极方向开始被夹断。 end 但绝缘层内仍然有强大的电场，足以拉动电子形成电流。而且，反 型层中的电子已经不多，这个电流基本趋于饱和。 特性曲线 与N沟道JFET的输出特性曲线基本一致，只不过vGS变化顺序不一 样。转移特性曲线同样可以由图解的方法求得。 符号 由于感生沟道是在加入栅源电压后形成，事先并不存在，故用虚线 表示；感生沟道是N型，故箭头朝内。见教材P169(图b)。 end *