模拟电子技术项目式教程 教学课件 作者 张惠荣 学习单元3.ppt

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1、学习单元3场效应管的分析与应用任务3.1场效应管的认知任务3.2场效应管放大电路的分析学习目的要知道：各种场效应管的符号、主要参数，各种场效应管的工作原理和使用方法。会判断：根据已知UDS、UGS值，判断场效应管的工作区域；根据已知特性曲线判断管型。会识别：各种场效应管的特性曲线及其UGS(th)、UGS(off)。会画出：共源极场效应管放大电路的微变等效电路。会计算：用等效电路法计算共源极场效应管放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。(a)(b)图3-1N沟道结型场效应管(a)结构示意图(b)符号任务3.1场效应管的

2、认知3.1.1结型场效应管1．结型场效应管的结构、符号和工作原理（1）结构和符号(a)(b)图3-2P沟道结型场效应管(a)结构示意图(b)符号图3-3uDS=0时，uGS对导电沟道的影响(a)uGS=0沟道最宽(b)UGS(off)

3、的影响综上所述，改变结型场效应管栅源电压uGS的大小，就能引起管内耗尽层宽窄变化，即改变了沟道电阻，从而控制了漏极电流iD的大小。场效应管因此而得名。2．结型场效应管的特性曲线（1）漏极特性图3-5N沟道结型场效应管漏极特性曲线图3-6N沟道结型场效应管转移特性曲线1）可变电阻区2)夹断区3）恒流区（放大区或饱和区）4）击穿区（2）转移特性3.结型场效应管的主要参数（1）直流参数1）夹断电压UGS(off)2)饱和漏极电流IDSS3)直流输入电阻RGS（2）极限参数1)最大漏源电压U(BR)DS（漏源击穿电压）2)最大栅源电

4、压U(BR)GS（栅源击穿电压）3)最大耗散功率PDM（3）交流参数（微变参数）1)低频跨导gm2)漏极输出电阻rDS3)极间电容图3-7增强型绝缘栅场效应管的结构和符号(a)结构(N沟道)(b)N沟道管符号(c)P沟道管符号3.1.2绝缘栅场效应管1．增强型绝缘栅场效应管（1）结构和符号（2）工作原理图3-8N沟道增强型绝缘栅场效应管的基本工作原理示意图(a)uGS=0时没有导电沟道(b)uGS＞UGS(th)出现N型沟道(c)uDS较小时iD迅速增大(d)uDS较大出现夹断时，iD趋于饱和(a)(b)图3-9N沟道增强型

5、MOS管特性曲线(a)漏极特性(b)转移特性（3）特性曲线1）漏极特性：①夹断区；②可变电阻区；③恒流区；④击穿区2）转移特性图3-10耗尽型MOS管的结构与符号(a)N沟道耗尽型MOS管的结构(b)N沟道耗尽型MOS管符号(c)P沟道耗尽型MOS管符号2．耗尽型绝缘栅场效应管（1）结构、符号和工作原理（2）特性曲线(a)(b)图3-11N沟道耗尽型MOS管特性曲线(a)漏极特性(b)转移特性（3）绝缘栅场效应管的主要参数耗尽型绝缘栅场效应管主要参数的名称及含义，与结型场效应管一样，有UGS(off)、IDSS、RGS、U

6、(BR)GS、U(BR)DS、PDM、gm、rDS、CGS、CGD、CDS等。开启电压UGS(th)是增强型绝缘栅场效应管的参数，UGS(th)是指uDS为某一固定值下，刚刚产生漏极电流iD（约10μA）所需要的最小uGS值。增强型绝缘栅场效应管的其他主要参数与耗尽型绝缘型场效应管类似。任务3.2场效应管放大电路的分析3.2.1场效应管的偏置电路及静态分析1．自偏压电路图3-13自偏压电路2．分压式自偏压电路图3-14分压式自偏压电路图3-15场效应管微变等效电路3.2.2场效应管放大电路的微变等效电路及动态分析1．场效应

7、管的微变等效电路2．场效应管放大电路动态分析场效应管放大电路中，场效应管的接法也有三种，分别是共源、共漏、共栅。与三极管的共射、共集、共基对应。用微变等效电路法分析场效应管放大电路，其步骤和分析半导体三极管放大电路基本相同。（1）共源极放大电路图3-16(a)所示为共源极放大电路，它的输入、输出信号是以源极为公共端，图3-16(b)为其微变等效电路。当源极无旁路电容CS时，其微变等效电路如图3-16(c)所示。图3-16共源极场效应管放大电路(a)电路图(b)源极有旁路电容CS的微变等效电路(c)源极无旁路电容CS的微变等效

8、电路(a)(b)(c)1)电压放大倍数Au2）输入电阻Ri3）输出电阻Ro（2）共漏极放大电路图3-17(a)所示是由耗尽型NMOS管构成的共漏极放大电路，由交流通路可见，漏极是输入、输出信号的公共端。由于信号是从源极输出，故也称源极输出器。图3-17(b)为其微变等效电路。(a)(b)图