结型场效应管[课件].pptx

1、上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础NP+P+形成形成SiO2保护层保护层以以N型半导型半导体作衬底体作衬底上下各引出一个电极上下各引出一个电极左右各引出一个电极左右各引出一个电极两边个引出一个电极两边个引出一个电极两边个引出一个电极两边个引出一个电极两边扩散两边扩散两个高浓两个高浓度的度的P型区型区上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础漏极漏极d（drain)源极源极s（source)栅极栅极g（gate)NP+P+N型导电沟型导电沟道道符号符号称为称为N沟沟道道JFETgds上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础符号符号P沟道沟道JF

2、ET结构示意图结构示意图PN+N+P型导电沟型导电沟道道sgdgds上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础N沟道结型场效应管沟道结型场效应管P沟道结型场效应管沟道结型场效应管结型场效应管分结型场效应管分3.1.2 结型场效应管的工作原理结型场效应管的工作原理 电路图电路图GDSGRDRDDVDiDSuGSuDGuGiGGVSi 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础1uDS=0时，时，uGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用 a当当uGS=0时时DSu0GS uNP+P+N型导电沟道型导电沟道sd=0沟道无变化沟道无变化g上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基

3、础模拟电子技术基础bUGS(off)uGS uGS=UGS(off)UGS(off)栅源截止电压或栅源截止电压或夹断电压夹断电压GSu+g上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础当当uDS=0时，时，uGS对沟道的控制作用动画演示对沟道的控制作用动画演示 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础2当当uGS=0时，时，uDS对沟道的控制作用对沟道的控制作用 DSuGSuNP+P+N型导电沟道型导电沟道sd=0+Dig上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础DSuGSuNP+P+N型导电沟道型导电沟道sd=0+a0uDS|UGS(off)|GSuN

4、P+N型导电沟道型导电沟道sd=0P+DiDSu+(b)沟道夹沟道夹断区延长断区延长g(a)iD达到最大值，达到最大值，且且几乎不随几乎不随uDS的的增大而变化增大而变化上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础当当uGS=0时，时，uDS对沟道的控制作用动画演示对沟道的控制作用动画演示 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3当当uDS 0时，时，uGS(0）对沟道的控制作用对沟道的控制作用 a.uDS和和uGS将一起改将一起改变沟道的宽度变沟道的宽度c.当当uDG=|UGS(off)|时沟道出现预夹时沟道出现预夹断断b.PN结在漏极端结在漏极端的反偏电压最大

5、的反偏电压最大uDG=uDSuGSGSuNP+N型导电沟道型导电沟道sdP+DiDSu+g上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础uDS、uGS共同共同对沟道的控制作用动画演示对沟道的控制作用动画演示 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)JFET是是利用利用uGS 所产生的电场变化来所产生的电场变化来改变沟道电改变沟道电阻的大小阻的大小。(2)场效应管为一个电压控制型的器件。场效应管为一个电压控制型的器件。(3)在在N沟道沟道JFET中中，uGS和和UGS（off）均为均为负值。负值。小结小结在在P沟道沟道JFET中中，uGS和和UGS（off）均为均

6、为正值正值。即即JFET是是利用电场效应控制沟道中流通的电流大小，利用电场效应控制沟道中流通的电流大小，因而称为因而称为场效应管场效应管。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1.3 结型场效应管的伏安特性结型场效应管的伏安特性 在在正常工作的情况下，正常工作的情况下，iG=0，管子无输入特性。管子无输入特性。GSuDSuGiDi+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础1输出特性（漏极特性）输出特性（漏极特性）常数常数 GS)(DSDuufi24061020GS(off)GSUu mA/DiV0GS uV5.0 V/DSuGS(off)GSDSUuu V

7、5.1 V0.1 V0.2 可可变变电电阻阻区区放大区放大区截止区截止区GSuDSuGiDi+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础24061020GS(off)GSUu mA/DiV0GS uV5.0 V/DSuGS(off)GSDSUuu V5.1 V0.1 V0.2 可可变变电电阻阻区区(1)可变电阻区可变电阻区a.uDS较小较小c.uDS|UGS(off)|+uGSd.管子相当于受管子相当于受uGS控制的控制的压控电阻压控电阻各区的特点各区的特点b.沟道尚未夹断沟道尚未夹断上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础放大区放大区(2)放大区放大区放大区也称

8、为饱和区、恒流区。放大区也称为饱和区、恒流区。b.uDS|UGS(off)|+uGSa.沟道预夹断沟道预夹断c.iD几乎与几乎与uDS无关无关d.iD只受只受uGS的控制的控制24061020GS(off)GSUu mA/DiV0GS uV5.0 V/DSuGS(off)GSDSUuu V5.1 V0.1 V0.2 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础截止区截止区a.uGSUGS(off)(3)截止区截止区b.沟道完全夹断沟道完全夹断c.iD024061020GS(off)GSUu mA/DiV0GS uV5.0 V/DSuGS(off)GSDSUuu V5.1 V0.1

9、V0.2 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础2转移特性转移特性表示场效应管的表示场效应管的uGS对对iD的控制特性的控制特性常数常数 DS)(GSDuufi定义定义上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)对于不同的对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同。对应的转移特性曲线不同。曲线特点曲线特点(2)当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。DSuDiV0GS uGS1uGS2uGS3uGS4uOGS3uGS1uGS(off)uDiGSuGS1uO上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础2

10、GS(off)GSDSSD)1(UuIi 当管子工作于恒流区时当管子工作于恒流区时称为称为零偏漏极电流零偏漏极电流GS(off)DSGSV0DDSSUuuiI GS(off)uDSSIGS3uGS1uDiGSuOGS1uDiV0GS uGS1uGS2uGS3uGS4uODSu上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1.4 结型场效应管的主要电参数结型场效应管的主要电参数 1直流参数直流参数 (1)夹断电压夹断电压UGS(off)(2)零偏漏极电流零偏漏极电流IDSS (也称为漏极饱和电流也称为漏极饱和电流)A50()V10(GSGS(off)DDS测试值测试值常数常数 IU

11、uU0)(DDSSGSGS(off)DS UUUiI常数常数上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (3)直流输入电阻直流输入电阻RGS)V10()V0(GGSGSGSDS常数常数常数常数 UUIUR2交流参数交流参数(1)跨导跨导gm 也称为互导。其定义为也称为互导。其定义为常数常数 DSGSDmddUuig上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础当管子工作在放大区时当管子工作在放大区时得管子的跨导得管子的跨导2GS(off)GSDSSD)1(UuIi 由由GSDmdduig)1(dd2GS(off)GSDSSGSUuIu 上页上页下页下页返回返回模拟电子技

12、术基础模拟电子技术基础)1(2GS(off)GSQGS(off)DSSUUUI 可见，可见，gm与与IDQ有关。有关。IDQ越大，越大，gm也就越大。也就越大。DQDSSGS(off)2IIU 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.极限参数极限参数(1)漏极最大允许耗散功率漏极最大允许耗散功率 PDSM (2)最大漏极电流最大漏极电流IDSM(2)极间电容极间电容栅源电容栅源电容Cgs栅漏电容栅漏电容Cgd漏源电容漏源电容Cds (3)栅源击穿电压栅源击穿电压U（BR）GS(4)漏源击穿电压漏源击穿电压U（BR）DS上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础

13、例例 在图示电路中，已知场效应管的在图示电路中，已知场效应管的 ；问在下列三种情况下，管子分别工作在那个区？问在下列三种情况下，管子分别工作在那个区？V5GS(off)UV4,V3DSGS uu(b)V1,V3DSGS uu(c)V4,V8DSGS uu(a)解解(a)因为因为uGSUGS(off),管子工作在截止区。管子工作在截止区。GDSGRDRDDVDSuGSuDGuGGV 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)因因GSDSDGuuu GS(off)DGUu 管子工作在放大区管子工作在放大区(c)因因GSDSDGuuu 管子工作在可变电阻区管子工作在可变电阻区V7V3)(4 GS(off)V4U GDSGRDRDDVDSuGSuDGuGGV