第3章：场效应管及其放大电路课件.ppt

1、称为单极型三极管，只称为单极型三极管，只有一种载流子参与导电。有一种载流子参与导电。前面讲述的前面讲述的是双极型三极是双极型三极管，有两种载流子参与导电。管，有两种载流子参与导电。N基底基底：N型半导体型半导体PP两边是两边是P区区G(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极（1）、结构）、结构1、结型场效应管结构和类型结型场效应管结构和类型:导电沟道导电沟道NPPG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极N沟道结型场效应管沟道结型场效应管DGSDGS（2）、分类）、分类PNNG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极P沟道结型场效应管沟道结型场效应管DGSDGS（1）UDS=0时，改变UGSUDD=0，UGS=0此时

2、导电沟此时导电沟道最宽道最宽UDD=0，UGS加负电压加负电压此时导电沟道此时导电沟道随随UGS所加所加负压的增大而负压的增大而变窄变窄UDD=0，UGS加负电压小加负电压小于于UGS（off）时时此时导电沟此时导电沟道完全被夹道完全被夹断断（2）UDS对导电沟道的影响当当UGS加负电压，加负电压，UDS增加时，可增加时，可以知道耗尽层形状不规则以知道耗尽层形状不规则导电沟道上端的耗尽层比下端的要导电沟道上端的耗尽层比下端的要宽宽当当UDS增加时，上端的要先预夹断，增加时，上端的要先预夹断，预夹断之后，电流预夹断之后，电流iD就不随就不随UDS的的增加而增加了。增加而增加了。iDUDS继续增加

3、时，夹断区域就越宽。继续增加时，夹断区域就越宽。（1）输出特性）输出特性常数GSUDSDufi)(（2）转移特性）转移特性常数DSUGSDufi)(2)(1offGSGSDSSDUuIi常数DSuGSDmdudigDQDSSoffGSoffGSGSQoffGSDSSmIIUUUUIg)()()(2123.2 绝缘删型场效应管1、分类、分类N沟道沟道P沟道沟道增强型增强型 耗尽型耗尽型增强型增强型 耗尽型耗尽型MOS2、工作原理、工作原理PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层金属铝金属铝GSDN沟道增强型沟道增强型MOS=Metal Oxide SemiconductorP

4、NNGSDUDSUGSUGS=0时时D-S 间相当于间相当于两个反接的两个反接的PN结结ID=0对应截止区对应截止区PNNGSDUDSUGSUGS0时时UGS足够大时足够大时（UGSUGS（th）感应出足够多电感应出足够多电子，这里出现以子，这里出现以电子导电为主的电子导电为主的N型导电沟道。型导电沟道。感应出电子感应出电子UGS（th）称为阈值电压称为阈值电压UGS较小时，导较小时，导电沟道相当于电电沟道相当于电阻将阻将D-S连接起连接起来，来，UGS越大此越大此电阻越小。电阻越小。PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS当当UDS不太大不太大时，导电沟时，导电沟道在两个道在两个N区

5、区间是均匀的。间是均匀的。当当UDS较大较大时，靠近时，靠近D区的导电沟区的导电沟道变窄。道变窄。PNNGSDUDSUGS夹断后，即夹断后，即使使UDS 继续继续增加，增加，ID仍仍呈恒流特性呈恒流特性。IDUDS增加，增加，UGD=UGS（th）时，时，靠近靠近D端的沟道被夹断，端的沟道被夹断，称为予夹断。称为予夹断。3、增强型、增强型N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线转移特性曲线转移特性曲线0IDUGSUGS（th）输出特性曲线输出特性曲线转移特性曲线转移特性曲线0IDUGSVT输出特性曲线输出特性曲线IDU DS0UGS=0UGS0大规模集成(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管

6、工作静态：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在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。简单。(2)动态：能为交流信号提供通路。动态：能为交流信号提供通路。组成原则：组成原则：静态分析：静态分析：估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法：分析方法：1、自给偏压、自给偏压（1）适用于结型和）适用于结型和耗尽型场效应管耗尽型场效应管（2）RG为几兆欧，为几兆欧，IG=0，所以，所以UG=0（3）UGS=UG-US=-ID*RS，即相当于，即相当于UGS之间加负电压之间加负电压结型场效应管的输出特性和转移特性结型场效应管的输

7、出特性和转移特性（4）静态分析主要求解：IDQ，UGSQ，UDSQSDQGSQRIU2)()1(offGSGSQDSSDQUUIIIDQ，UGSQUDSQ=VDD-IDQ(RS+RD)2、分压式偏置、分压式偏置（1）适合于各种类型场）适合于各种类型场效应管。效应管。212RRRVUDDGQUSQ=IDQ*RSUGSQ可能大于零，也可能大于零，也可能小于零。如果大于可能小于零。如果大于零，则适合增强型场效零，则适合增强型场效应管，反之则适合耗尽应管，反之则适合耗尽型和结型。型和结型。（2）静态分析）静态分析SDQDDGSQRIRRRVU2122)(thGSGSQDQUUKISDQDDGSQRIR

8、RRVU2122)()1(thGSGSQDODQUUIIIDQ,UGSQUDSQ=VDD-IDQ(RS+RD)例例1 已知已知ED=20V，RD=RS=10K，R1=200k，R2=51k，RG=1M，IDSS=4mA，UGS（off）=-4V。试。试估算静态工作点。估算静态工作点。解：解：VVERRRVDG42010)51200(105133212232)(3)41(104)1(10104GSoffGSGSDSSDDSDGGSUUUIIIRIVUID1=0.64mA,UGS1=-2.4VID2=1mA,UGS2=-6V第第2组解不合题意组解不合题意DSSDQoffGSmIIUg)(21、共源极放大电路、共源极放大电路