第五章节场效应管放大电路.ppt

基本要求： 概述 概述 主要内容： 5.1 绝缘栅场效应管 5.1.2 耗尽型绝缘栅场效应管 2. 耗尽型绝缘栅场效应管 2. 耗尽型绝缘栅场效应管 耗尽型 5.1.3 场效应管的主要参数 5.1.4场效应管与晶体管的比较 5.2 场效应管放大电路 1. 自给偏压式偏置电路 本章小结： 2. 应用小信号模型法分析FET放大电路 思 路： 电路原理图 小信号等效电路 Ri Ro 1 求解共源电路（CS）动态指标： （2）电压增益 I . （1）画小信号等效电路 （3）输入电阻 （4）输出电阻 Ri I . 方法： + _ （2）电压增益 （3）输入电阻 （1）小信号等效电路 2 共漏极电路（CD）： * 第五章 场效应管放大电路 返回 第五章 场效应管放大电路 1 熟悉MOSFET 、 JFET的外特性、主要 参数、使用注意事项。 2 掌握FET放大电路的工作原理，静态偏　置电路，会用小信号模型方法分析动态性能。 3了解FET工作原理。 概 述 5.3 结型场效应管 5.1 绝缘栅场效应管（MOSFET） 5.4 砷化镓金属－－半导体场效应管 5.5 各种放大器件电路性能比较 5.2 MOSFET放大电路 第五章 场效应管放大电路 1、场效应管 利用电场效应来控制输出电流的半导体器件 2、特点： ? 体积小、重量轻、耗电省、寿命长 ? 输入电阻高 ? 噪声低 ? 热稳定好 ? 制造工艺简单，便于集成化 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 FET 场效应管 JFET 结型 MOSFET 绝缘栅型 (IGFET) 3、分类： 概 述 5.3 结型场效应管 5.1 绝缘栅场效应管（MOSFET） 5.4 砷化镓金属－－半导体场效应管 5.5 各种放大器件电路性能比较 5.2 MOSFET放大电路 漏极D 栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的，称绝缘栅型场效应管。 金属电极 1) N沟道增强型管的结构 栅极G 源极S 5.1.1 增强型绝缘栅场效应管 SiO2绝缘层 P型硅衬底 高掺杂N区 G S D 符号： 由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达1014? 。 漏极D 金属电极 栅极G 源极S SiO2绝缘层 P型硅衬底 高掺杂N区 由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，故又称金属-氧化物-半导体场效应管，简称MOS场效应管。 2）N沟道增强型管的工作原理 EG P型硅衬底 N+ N+ G S D + – UGS ED + – 由结构图可见，N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN结。 当栅源电压UGS = 0 时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一个PN结是反向偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零。 S D 2）N沟道增强型管的工作原理 EG P型硅衬底 N+ N+ G S D + – UGS ED + – 当UGS 0 时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层； N型导电沟道 在漏极电源的作用下将产生漏极电流ID，管子导通。 当UGS UGS（th）时，将出现N型导电沟道，将D-S连接起来。UGS愈高，导电沟道愈宽。 ID 2）N沟道增强型管的工作原理 EG P型硅衬底 N+ N+ G S D + – UGS ED + – N型导电沟道 当UGS ? UGS(th）后，场效应管才形成导电沟道，开始导通，若漏–源之间加上一定的电压UDS，则有漏极电流ID产生。在一定的UDS下漏极电流ID的大小与栅源电压UGS有关。所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。 在一定的漏–源电压UDS下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(th）。 ID 工作原理小结　 1. 正常放大时各极电压极性： G、S间加正偏压 VGG － ?S +?G D、S间外加偏压 VDD ＋?D －?S 衬底 S 2. 工作原理: (P200) (1) vGS 对 iD的控制作用： ? vGS =0， 无导电沟道 iD =0 ? vGS ? 垂直电场 vGS ??≥ VT 形成导电沟道 vGS ? ?? 导电沟道厚度 ? ?  沟道电阻 ? ?  iD ? ? 开启电压（刚好形成导电沟道时的vGS ) (2) vDS对导电沟道的影响作用： vDS ? ? ? ( =vGS-vDS=VT ) vDS