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场效应管与其基本放大电路

二、uDS对导电沟道的影响 在栅源间加电压uGS>UGS(off),漏源间加电压uDS。则因漏端耗尽层所受的反偏电压为uGD=uGS-uDS,比源端耗尽层所受的反偏电压uGS大,使靠近漏端的耗尽层比源端厚,沟道比源端窄,故uDS对沟道的影响是不均匀的,使沟道呈楔形。 JFET伏安特性曲线 (1)可变电阻区 3.2 绝缘栅场效应管 3.2.2 N沟道耗尽型MOSFET 3.2.3 P沟道MOSFET简介 3.3 场效应管的主要参数、特点及注意事项 3.4 场效应管基本放大电路 二、分压式自偏压电路 设UGS=0,则: 特点:能够稳定静态工作点,而且适用于由各种类型FET构成的放大电路 则栅偏压 而 3.5.2 FET放大电路的小信号模型分析法 一、FET的简化小信号模型 FET是非线性器件,但当工作信号幅值足够小、且工作在恒流区时,也可用线性电路——小信号模型来代替。 二、用小信号模型法分析FET放大电路 1、共源极放大电路 共源极放大电路的输出电压与输入电压反相;输入电阻高,输出电阻主要由Rd决定. * * 第3章 场效应管及其基本放大电路 内容导航 3.0 教学基本要求 3.1 结型场效应管 3.2 绝缘栅场效应管 3.3 场效应管的主要参数、 特点及使用注意事项 3.4 场效应管基本放大电路 习题解答 教学基本要求 掌握: 单极型半导体三极管的外特性;共源、共漏放大电路的工作原理,静态工作点估算继永建华笑信号模型电路分析电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。 熟悉: 单极型半导体三极管的工作原理,主要参数及使用方法;共源、共漏放大电路的主要特点和用途。 3.1 结型场效应管 场效应管是一种由输入信号电压来控制其电流大小的半导体三极管,所以是电压控制器件。 场效应管的分类 根据结构不同分类: 结型场效应管和绝缘栅场效应管 场效应管: 结型 N沟道 P沟道 MOS型 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 增强型 耗尽型 场效应管的特点: 1. 输入端基本上不取电流,一次输入电阻非常高, 一般可达108~1015 ?; 2. 具有噪声低,受温度、辐射影响小,制造工艺简单,便于大规模集成等优点,已被广泛应用于集成电路中。 3.场效应管都是仅由一种载流子(多数载流子)参与导电的半导体器件,故又称为单极型三极管。从参与导电的载流子来划分,它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。 3.1.1结型场效应管(JFET)的结构 结型场效应管是一种利用耗尽层宽度改变导电沟道的宽窄来控制漏极电流的大小的器件。它是在N型半导体硅片的两侧各制造一个PN结,形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。P区即为栅极g(G),N型硅的一端是漏极d(D),另一端是源极s(S)。 3.1.2 JFET的工作原理和特性曲线 N沟道场效应管工作时,在栅极与源极之间加负电,栅极与沟道之间的PN结为反偏。 在漏极、源极之间加一定正电压,使N沟道中的多数载流子(电子)由源极向漏极漂移,形成iD。 iD的大小受uGS的控制。 P沟道场效应管工作时,极性相反,沟道中的多子为空穴 PN结 N沟道 当uGS<0时,PN结反偏,耗尽层变厚,沟道变窄,沟道电阻变大,iD减小; uGS更负,沟道更窄,iD更小;直至沟道被耗尽层全部覆盖,沟道被夹断, iD≈0。这时所对应的栅源电压uGS称为夹断电压UGS(off)。 一、uGS对导电沟道的影响 动画动作: 播放 随uDS增大,这种 不均匀性越明显。 当uDS增加到使uGD=uGS-uDS =UGS(off) 时,在紧靠漏极处出现预夹断点, 当uDS继续增加时,预夹断点向源极方向伸长为预夹断区。由于预夹断区电阻很大,使主要uDS降落在该区,由此产生的强电场力能把未夹断区漂移到其边界上的载流子都扫至漏极,形成漏极饱和电流。 动画动作: 播放 一般情况下,夹断区仅占沟道长度的很小部分,因此UDS的增大而引起夹断点的移动可忽略,夹断点到源极间的沟道长度可以认为近似不变,同时,夹断点到源极间的电压又为一定值,所以可近似认为ID是不随UDS而变化的恒值。 根据管子的工作状态,可将输出特性曲线族分为四个区域: u u i u u i 是uDS较小,管子尚未预夹断时的工作区域。虚线为不同uGS是预夹断点的轨迹,故虚线上各点uGD=UGS(off),则虚线上各点对应的uDS=uGS-UGS(off)。 2、改变uGS时,特性曲线斜率变化,因此管子漏极欲源极之间可以看成一个由uGS控制的线性电阻,即压控电阻。uGS愈负,特性曲线斜率愈小,等效电阻愈大。 特点: 1、iD几乎与

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