大学电子电路基础 第三章.pptVIP

第3章 场效应管及其基本放大电路 3.1 绝缘栅型场效应管 3.2 场效应管放大电路 目前应用最广泛的绝缘栅型场效应管是以二氧化硅作为金属和半导体之间的绝缘层，由于这种绝缘栅型场效应管是金属-氧化物-半导体组成的，所以称为MOSFET 3.1.1 N沟道增强型场效应管 2.工作原理 4.转移特性曲线— VGS对ID的控制特性 增强型MOS管特性小结 3.1.2 N沟道耗尽型MOS管 耗尽型MOSFET的特性曲线 3.1.3 场效应三极管的参数 4. 输入电阻RGS 双极型三极管与场效应三极管的比较 3.2 场效应管放大电路 2.动态分析 * * 场效应管 场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体器件，靠一种载流子导电、用输入电压控制输出电流。从参与导电的载流子来划分，它有自由电子导电的N沟道器件和空穴导电的P沟道器件。 按照场效应三极管的结构划分，有结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。 绝缘栅型场效应管Metal Oxide Semiconductor —— MOSFET 分为 增强型 ? N沟道、P沟道 耗尽型 ? N沟道、P沟道 增强型： 没有导电沟道， 耗尽型： 存在导电沟道， 3.1 绝缘栅型场效应管 增强型 耗尽型 1.结构 当VGS=0V时，因为漏源之间被两个背靠背的 PN结隔离，因此，即使在D、S之间加上电压, 在D、S间也不可能形成电流。 当 0＜VGS＜VT (开启电压)时， 管子仍不能导通，处于截止状态。 的N型沟道。把开始形成反型层的VGS值称为该管的开启电压VT。这时，若在漏源间加电压 VDS，就能产生漏极电流 I D，即管子开启。 VGS值越大，沟道内自由电子越多，沟道电阻越小，在同样 VDS 电压作用下， I D 越大。这样，就实现了输入电压 VGS 对输出电流 I D 的控制。 当VGS＞VT时，衬底中的电子被吸至栅极下方的P型衬底表层，使衬底表层中的自由电子数量大于空穴数量，该薄层转换为N型半导体，称此为反型层。形成N源区到N漏区 I D 3.漏极输出特性曲线 转移特性曲线的斜率 gm 的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 其量纲为mA/V，称gm为跨导。 gm=?ID/?VGS?Q （mS) ID=f(VGS)?VDS=常数 绝缘栅场效应管 N 沟 道 增 强 型 P 沟 道 增 强 型 N沟道耗尽型MOS管，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子，在管子制造过程中，这些正离子已经在漏源之间的衬底表面感应出反型层，形成了导电沟道。 因此，使用时无须加开启电压（VGS=0），只要加漏源电压，就会有漏极电流。当VGS＞0 时，将使ID进一步增加。VGS＜0时，随着VGS 的减小ID 逐渐减小，直至 ID=0。对应ID=0 的 VGS 值为夹断电压 VP 。 绝缘栅场效应管 N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型 一、 场效应三极管的参数 1. 开启电压VT 开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。 2. 夹断电压VP 夹断电压是耗尽型FET的参数，当VGS=VP时,漏极 电流为零。 3. 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管, 当VGS=0时所对应的漏极电流。 结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω；绝缘栅型场效应三极管, RGS约是109～1015Ω。 5. 低频跨导gm 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用， gm可以在转 移特性曲线上求取，单位是mS (毫西门子)。 6.最大漏极功耗PDM 最大漏极功耗可由PDM= VDS ID决定，与双极型 三极管的PCM相当。 双极型三极管 场效应三极管 结构 NPN型 结型 N沟道 P沟道 与 PNP型 绝缘栅 增强型 N沟道