场效应管及其放大路.ppt

第4章 场效应管及其放大电路 思考题与练习题 * 本章重点: l???????? 结型、绝缘栅型场效应管的工作原理、输出特性、转移特性及主要参数 l???????? 共源、共漏极放大电路的工作原理 场效应管的偏置方式及静态工作点的求法 4.1 概述 4.1.1 场效应管的特点 4.1.2 场效应管的分类 4.1.3 场效应管与晶体三极管的比较 4.2场效应管 4.2.1 结型场效应管 1 结构 栅极 G N＋ N－ P－ P+ 栅极 G S 源极 S 源极 D 漏极 D 漏极 N 型 沟 道 P 型 沟 道 D S G S D G （c） N沟道 （a） N型沟道 （b）P型沟道 （d）P沟道 图4.1 结型场效应管的结构示意图和符号 2. 结型场效应管的工作原理 P＋ P+ S D 耗 尽 层 N G P＋ P+ S D 耗 尽 层 N VDD （a）uGS=0,uDS=0时的情况 （b）uGS=0,uDS|VP|时的情况 耗尽层 G P＋ P+ S D N P＋ iD趋于饱和 iD饱和 VDD 耗尽层 G P＋ P+ S D N P＋ A （c）uGS=0,uDS=|VP|时的情况 （d）uGS=0,uDS|VP|时的情况 图4.2 改变uDS时结型场效应导电沟道的变化 iD/mA uDS/V U(BR)DS |VP| 0 IDSS G P＋ P+ S D N 耗 尽 层 耗 尽 层 VDD （a）UGs=0时 （b）uGS≤VP时沟道被夹断 图4.3 3. 结型场效应管的特性曲线 （1）转移特性 图4.4 N沟道结型场效应管的转移特性曲线 uGS/V iD/mA IDSS UGS（off） －4 －3 －2 －1 0 － 5 4 3 2 1 UDS=12V （2）输出特性 uDS/V 夹断区 恒流区(放大区) uGS=0V 2 4 6 8 10 12 14 16 18 可变电阻区 -4V -3V -2V iD/mA 5 4 3 2 1 0 -1V 击穿区 图4.5 N沟道结型场效应管输出特性曲线 ①可变电阻区：当漏源电压uDS很小时，场效应管工作于该区。此时，导电沟道畅通，场效应管的漏源之间相当于一个电阻一。在栅、源电压uGS一定时，沟道电阻也一定，iD随uGS增大而线性增大。但当栅源电压变化时，特性曲线的斜率也随之发生变化。可以看出，栅源电压uDS无关，我们称这个区域为恒流区，也称为放大区。在恒流区，iD主要由栅源电压uGS决定。 ②恒流区：随着uDS增大到一定程度，iD的增加变慢，以后iD基本恒定，而与漏源电压uDS无关，我们称这个区域为恒流区，也称为放大区。在恒流区，iD主要由栅源电压uGS决定。 ③击穿区：如果继续增大uDS到一定值后，漏、源极之间会发生击穿，漏极电流iD急剧上升，若不加以限制，管子就会损坏。 ④夹断区：当uGS负值增加到夹断电压uGS（off）后，iD≈0，场效应管截止。 4.2.2 绝缘栅型场效应管 1. 增强型绝缘栅场效应管的结构及工作原理 (1) 结构及符号 SiO2 s d g 衬底引线 d g s ? ? ? P型硅衬底 N d g ? ? ? ? ? ? ? （a）N沟道结构图 （b）N沟道符号图 （c）P沟道符号 N s ? 图4.6 增强型MOS管结构及符号图 (2) 工作原理 s iD UDD UGG d g P型硅衬底 N N 图4.7 N沟道增强型MOS管工作原理 2 4 6 8 4 3 2 1 0 iD/mA uGS/V UGS(th)=3V uDS=10V 2 4 6 8 10 12 14 16 18 6V 3V 5V uDS/V iD/mA 5 4 3