模电课件-第五章-四川大学.ppt

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1、5场效应管放大电路5.1金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管5.3结型场效应管（JFET）*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5.2MOSFET放大电路P沟道耗尽型P沟道P沟道N沟道增强型N沟道N沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)场效应管的分类：场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。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。5.1金属-氧化物-半导体（MO

2、S）场效应管5.1.1N沟道增强型MOSFET5.1.5MOSFET的主要参数5.1.2N沟道耗尽型MOSFET5.1.3P沟道MOSFET5.1.4沟道长度调制效应5.1.1N沟道增强型MOSFET1.结构（N沟道）L：沟道长度W：沟道宽度tox：绝缘层厚度通常W>L剖面图符号D(Drain)为漏极，相当c；G(Gate)为栅极，相当b；S(Source)为源极，相当e。#符号中的箭头方向表示什么？金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管(MetalOxideSemiconductorFET)。分为增强型:当VGS=0时，不存

3、在导电沟道N沟道、P沟道耗尽型：当VGS=0时，存在导电沟道N沟道、P沟道2.工作原理（1）vGS对沟道的控制作用当vGS=0时无导电沟道，d、s间加电压时，也无电流产生。当0VT）时，vDSiD沟道电位梯度整个沟道呈

4、楔形分布当vDS增加到使vGD=VT时，在紧靠漏极处出现预夹断。在预夹断处：vDS=vGS-VT预夹断后，vDS夹断区延长沟道电阻iD基本不变（3）vDS和vGS同时作用时vDS一定，vGS变化时给定一个vGS，就有一条不同的iD–vDS曲线。3.V-I特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程①截止区当vGS＜VT时，导电沟道尚未形成，iD＝0，为截止工作状态。②可变电阻区vDS≤（vGS－VT）rdso是一个受vGS控制的可变电阻式中Kn为电导常数,与场效应管的沟道长度,和宽度等参数有关,单位为mA/

5、V2。③饱和区（恒流区又称放大区）vGS>VT，且vDS≥（vGS－VT）是vGS＝2VT时的iDV-I特性：（2）转移特性5.1.2N沟道耗尽型MOSFET1.结构和工作原理简述（N沟道）二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流2.V-I特性曲线及大信号特性方程（N沟道增强型）5.1.3P沟道MOSFET5.1.4沟道长度调制效应实际上饱和区的曲线并不是平坦的L的单位为m当不考虑沟道调制效应时，＝0，曲线是平坦的。修正后①开启电压VGS(th)(或VT)开启电压是MOS增强型管的参数

6、，栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。②夹断电压VGS(off)(或VP)夹断电压是耗尽型FET的参数，当VGS=VGS(off)时,漏极电流为零。③饱和漏极电流IDSS耗尽型场效应三极管,当VGS=0时所对应的漏极电流。5.1.5MOSFET的主要参数一、直流参数④输入电阻RGS场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω，对于绝缘栅型场效应三极管,RGS约是109～1015Ω。二、交流参数低频跨导gm低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用，这一点与电子管的控制作用相似。g

7、m可以在转移特性曲线上求取，单位是mS(毫西门子)。三、极限参数1.最大漏极电流IDM2.最大耗散功率PDM3.最大漏源电压V（BR）DS4.最大栅源电压V（BR）GS5.2MOSFET放大电路5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算2.图解分析3.小信号模型分析*5.2.2带PMOS负载的NMOS放大电路5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算（1）简单的共源极放大电路（N沟道）共源极放大电路直流通路假设工作在饱和区，即验证是否满足如果不满足，则说明假设错误须满足VGS>VT，否则工作

8、在截止区再假设工作在可变电阻区即假设工作在饱和区满足假设成立，结果即为所求。解：例：设Rg1=60k，Rg2=40k，Rd=15k，试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源电压VDSQ。VDD=5V，VT=1V，（2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路饱和区需要验证是否满足