第四章场效应管放大器（P.155）

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1、第四章场效应管放大器(P.155)绝缘栅场效应管结型场效应管4.2场效应管放大电路效应管放大器的静态偏置效应管放大器的交流小信号模型效应管放大电路4.1场效应管BJT是一种电流控制元件(iB~iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型器件。场效应管（FieldEffectTransistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS~iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。4.1结型场效应管（JFET）N基底：N型半导体PP两边是P区G(栅极)S源极D漏极一、结构：导电沟道N

2、沟道结型场效应管管脚名称及符号：NPPG(栅极)S源极D漏极DGSDGS有三个电极：分别称为栅极（g）、漏极（d）、源极（s）。工艺特点：以结型场效应管N沟道为例。1、g极：掺入P型半导体，掺杂浓度高而宽度小；2、d、s之间为N型半导体，形成一个导电沟道，且掺杂浓度低。P沟道结型场效应管管脚名称及符号：PNNG(栅极)S源极D漏极DGSDGS基底：P型半导体两边是N区导电沟道N沟道增强型PNNGSD金属铝导电沟道GSDN沟道耗尽型PNNGSD予埋了导电沟道GSDP沟道增强型NPPGSDGSDP沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导电沟道二、电气特点：以N沟道JFET为例讲解。1、在两个PN结间形

3、成两个空间耗尽层，在g—s间加反向电压（偏置），耗尽层增厚；在加正向电压，耗尽层减薄；2、在d—s间的导电沟道加正向电压，流过沟道的电流大小决定于沟道的宽窄。三、结型场效应管的工作原理说明：Vgs＝0V，d—s间加正向电压，耗尽层厚度不变，Ids不变，Ids＝VDD/（Rd+rds）。rds很小，Ids为最大，d—s间可视为闭合。（即相当与BJT的饱和区）1、当Vgs＝0V时：PN结的耗尽层厚度不变（最薄），导电沟道宽度不变（最宽）。①如VDD＝0→Vds＝0→Ids＝0；②如VDD≠0→Vds≠0→Ids≠0；③VDD＞0→Vds＞0→Ids＞0。2、当Vgs＜0时：在g—s间加反向偏置（P

4、N结反偏），耗尽层增厚，导电沟道宽度变窄。允许通过的电流减小，相当于d—s间电阻rds变大。∵Ids＝VDD/（Rd+rds）∴Vgs↓→rds↑→Ids↓d—s间相当于一个可变电阻，Ids的大小决定于Vgs（即相当于BJT的放大区）。3、当Vgs＜VP时当Vgs↓↓，即偏置下降，耗尽层厚度↑↑，导电沟道进一步变窄，最后完全夹断，→Ids＝0，可视为rds→∞，d—s间相当于完全断开（即相当于BJT的截止区）。导电沟道完全夹断时的栅源电压称为夹断电压，用VP表示。夹断时的特点是：Ids＝0；rds→∞；JFET处于截止状态。所以，根据Vgs负偏压的大小决定d—s间的状态（闭合、可变电阻、断开）

5、。四、JFET的特性曲线（P.160，以N沟道结型场效应管为例）1、输出特性：在栅源电压uGS一定的情况下，漏极电流iD与漏源电压uDS之间的关系，即：iD＝f（uDS）

6、uGS＝常数（P.160图4.1.5）输出特性曲线四个区：P.161（a）可变电阻区（预夹断前）；（b）恒流区也称饱和区（也称线性放大区）；（c）夹断区（截止区）；（d）击穿区。可变电阻区恒流区截止区击穿区2、转移特性：在一定漏源电压uDS下，栅源电压uGS对漏极电流iD的控制特性，即：iD＝f（uGS）

7、uDS＝常数（P.160图4.1.6）在VP≤VGS≤0范围内，即在饱和区内，漏极电流iD随栅源电压uGS的增加而按下式

8、规律变化（P.161）：UGS0IDIDSSVP转移特性曲线（2）转移特性曲线：iD=f（uGS）│uDS=常数可根据输出特性曲线作出移特性曲线。例：作uDS=10V的一条转移特性曲线：五、主要参数（P.162～163）由特性和参数分析可知，FET是一个压控元件：由输入的栅源电压uGS控制输出漏极电流iD，它是一个VCCS。（3）直流输入电阻RGS：在漏源短路时，栅源间加一定电压时的栅源直流电阻。称为直流输入电阻RGS。（1）夹断电压VP：ID＝0时的VGS电压为夹断电压VP。（2）饱和漏电流IDSS：处于饱和时的IDS电流，也就是管子的最大允许电流。（4）跨导gm(单位mS)：gm的大小反映

9、了栅源电压对漏极电流的控制作用：gm=iD/uGSuDS=常数在转移特性曲线上，gm为转移特性曲线的斜率。在输出特性曲线上也可求出gm。跨导gm图解表示：4.3.绝缘栅场效应管绝缘栅型场效应管(MetalOxideSemiconductorFET)，简称MOSFET。分为：增强型N沟道、P沟道耗尽型N沟道、P沟道1.N沟道增强型MOS管（1）结构4个电极：漏极D，源极S，栅极G和衬底B。