场效应管及其基本电路课件.ppt

第三章 场效应管及其基本电路,第二章 基本放大电路,3.1 结型场效应管3.2 绝缘栅场效应管3.3 场效应管的基本电路,N,基底 ：N型半导体,两边是P区,G(栅极),S源极,D漏极,3. 1 结型场效应管,导电沟道,3.1.1结型场效应管的结构和工作原理,一、结构,N沟道结型场效应管,P沟道结型场效应管,二、工作原理（以P沟道为例）,UDS=0V时,PN结反偏，UGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。,ID,UDS=0V时,UGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。,但当UGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。,P,G,S,D,UDS,UGS,UDS=0时,UGS达到一定值时（夹断电压VP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS 0V，漏极电流ID=0A。,ID,UGS0、UGDVP时耗尽区的形状,越靠近漏端，PN结反压越大,ID,UGSVp且UDS较大时UGDVP时耗尽区的形状,沟道中仍是电阻特性，但是是非线性电阻。,ID,UGSVp UGD=VP时,漏端的沟道被夹断，称为予夹断。,UDS增大则被夹断区向下延伸。,ID,UGSVp UGD=VP时,此时，电流ID由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随UDS的增加而增加，呈恒流特性。,ID,N沟道结型场效应管的特性曲线,转移特性曲线,3.1.2结型场效应管的特性曲线,输出特性曲线,N沟道结型场效应管的特性曲线,结型场效应管的缺点：,1. 栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。,3. 栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。,绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。,2. 在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。,3.2 绝缘栅场效应管:,一、结构和电路符号,P型基底,两个N区,SiO2绝缘层,导电沟道,金属铝,N沟道增强型,3.2.1N沟道增强型场效应管,N 沟道耗尽型,予埋了导电沟道,P 沟道增强型,P 沟道耗尽型,予埋了导电沟道,二、MOS管的工作原理,以N 沟道增强型为例,UGS=0时,对应截止区,UGS0时,感应出电子,VT称为阈值电压,UGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。,当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。,当UDS较大时，靠近D区的导电沟道变窄。,UDS增加，UGD=VT 时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。,三、增强型N沟道MOS管的特性曲线,转移特性曲线,输出特性曲线,UGS0,耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。,转移特性曲线,3.2.2N沟道耗尽型场效应管,输出特性曲线,UGS=0,UGS0,UGS0, 3.3 场效应管的基本电路,(1) 静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。,(2) 动态：能为交流信号提供通路。,组成原则：,分析方法：,3.3.1场效应管的直流偏置电路和静态工作点,场效应管的微变等效电路,跨导,漏极输出电阻,场效应管的微变等效电路为：,场效应管的分压式自偏压放大电路,一、静态分析,求：UDS和 ID。,设：UGUGS,则：UGUS,而：IG=0,所以：,二、动态分析,ro=RD=10k,2.6.3 源极输出器,一、静态分析,USUG,UDS=UDD- US =20-5=15V,二、动态分析,输入电阻 ri,输出电阻 ro,加压求流法,场效应管放大电路小结,(1) 场效应管放大器输入电阻很大。(2) 场效应管共源极放大器(漏极输出)输入输出反相，电压放大倍数大于1；输出电阻=RD。(3) 场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于1且约等于1；输出电阻小。,第三章 结束,