模拟电子技术基础场效应晶体管及其基本放大电路.pptxVIP

模拟电子技术基础场效应晶体管及其基本放大电路第1页/共34页 场效应晶体管 (Field Effect Transistor，FET)是电压型 (或电场型)控制器件，利用输入回路的电场效应来控制输出回路的电流，靠多数载流子导电，因而是单极型晶体管。FET具有输入电阻高 、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等优点，广泛应用于集成电路中。本章主要介绍FET的结构、工作原理，以及FET基本放大电路的分析方法。 本章简介3.1 结型场效应晶体管3.3 场效应晶体管放大电路3.2 绝缘栅型场效应晶体管3 场效应晶体管及其放大电路模拟电子技术基础第2页/共34页 3.1.1 JFET的结构和工作原理 1.结构 2.工作原理3.1.2 N沟道结型场效应晶体管的特性曲线 1.输出特性 2.转移特性 本节内容3.1 结型场效应晶体管第3页/共34页 场效应晶体管概述 场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。g与s、d均无电接触uGS=0,导电沟道已存在uGS=0,无导电沟道存在导电沟道中多数载流子为电子第4页/共34页 3.1.1 JFET的结构和工作原理1. 结构与符号导电沟道漏极源极栅极漏极源极栅极箭头方向表示栅-源极接正向偏置电压时，栅极电流的方向是由P指向N 第5页/共34页 3.1.1 JFET的结构和工作原理2. 工作原理(1) uDS=0, uGS对导电沟道的影响 导电沟道已在, 耗尽层最窄, 导电沟道最宽。| uGS|↑ 耗尽层变宽, 导电沟道变窄。导电沟道被夹断。夹断电压UGS(off) : 导电沟道刚好消失时栅-源极所加电压 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？第6页/共34页 3.1.1 JFET的结构和工作原理2. 工作原理(2) 0uGS UGS(off) （为恒定值）, uDS对iD的影响 uGDUGS（off）沟道中没有任何一处被夹断，uDS增大，iD增大。uGD=UGS（off）沟道在d端被夹断——预夹断。uGDUGS（off）夹断区向源极延伸,uDS增大,iD几乎不变,仅决定于uGS 。第7页/共34页 3.1.2 结型场效应晶体管的特性曲线1. 输出特性(1) 可变电阻区 等效为受uGS控制的可变电阻(2) 恒流区 iD几乎仅决定于uGS(3) 夹断区 第8页/共34页 3.1.2 结型场效应晶体管的特性曲线2. 转移特性 不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。 恒流区(uGSUGS(off))饱和漏电流第9页/共34页 3.2 绝缘栅型场效应晶体管3.2.1 增强型MOSFET 1.结构 2.工作原理 3.特性曲线与电流方程3.2.2 耗尽型MOSFET 1.结构 2.工作原理 3.特性曲线与电流方程 本节内容第10页/共34页 3.2.1 增强型MOSFET1. 结构与符号漏极源极栅极高掺杂第11页/共34页 3.2.1 增强型MOSFET2. 工作原理（1） 导电沟道的形成（s与B相连，uDS=0)1） uGS=0, iD=0，导电沟道未形成2) uGS产生g→s垂直电场,吸引电子,排斥空穴,形成耗尽层.因 uGS 较小, 导电沟道未形成, iD=0.3) uGS≥UGS(th)衬底表面形成反型层将两个N+区连通, 导电沟道形成.开启电压第12页/共34页 3.2.1 增强型MOSFET2. 工作原理（2） 导电沟道形成后uDS对iD的影响（uGSUGS(th))uGDUGS（th）沟道中没有任何一处被夹断，uDS增大，iD增大。uGD=UGS（th）沟道在d端被夹断——预夹断。uGDUGS（th）夹断区向源极延伸,uDS增大,iD几乎不变,仅决定于uGS 。第13页/共34页 3.2.1 增强型MOSFET3. 特性曲线与电流方程恒流区转移特性:第14页/共34页 3.2.2 耗尽型MOSFET1. 结构与符号实线表示uGS=0时，导电沟道已存在小到一定值才夹断第15页/共34页 3.2.2 耗尽型MOSFET2. 工作原理uGS≤UGS(off) ,沟道完全被夹断, iD=0——夹断区。当uGS＞UGS(off) 且为确定值, uDS对iD的影响:0uDSuGS-UGS(off)——可变电阻区;uDS=uGS-UGS(off)——预夹断;uDSuGS-UGS(off)——恒流区, iD的趋于饱和,不随uDS而变.第16页/共34页 3.2.2 耗尽型MOSFET3. 特性曲线与电流方程 耗尽型MOS管在 uGS＞0、 uGS ＜0、 u