医用物理学-09-第三章-第6节-场效应管..ppt

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1、问题:1.共集电极放大电路的放大倍数等于。2.共集电极放大电路又称。3.共集电极放大电路的输入与输出相。4.能否说共集电极放大电路没有放大功能?5.共集电极放大电路的ri比共发射极放大电路的ri。6.共集电极放大电路的ro比共发射极放大电路的ro。7.射极输出器的带负载能力,常用于。8.多级放大电路电压放大倍数等于。9.直接耦合和间接耦合的定义和特点。10.多级放大电路的输入、输出电阻分别等于。主要内容:第二章(第三节场效应管)1.场效应管的工作原理2.场效应管的特性曲线第三章(第六节场效应管放大电路)1.场效应管的等效电路2.场效应管放大电路的分析方法第三节场效应管三

2、极管的电流分配关系:。三极管属于控制元件。而场效应管则属于电压控制电流元件。FET(FieldEffectTransistor)按结构分结型场效应管(JunctionFET)绝缘栅型场效应管(InsulatedGateFET)(N沟道、P沟道)(耗尽型、增强型)IC=βIB电流电流半导体的场效应:在半导体表面的垂直方向上加一电场,使半导体表面载流子进行重新分布的现象.如二极管:改变电压的大小和方向控制PN结宽度.N(P)沟道:指载流子流通的渠道、路径.耗尽型:正常情况下导通的场效应管.增强型:正常情况下断开的场效应管.场效应管的特点:1.利用电场效应来控制电流的半导体器

3、件.2.只有多子漂移运动形成电流(单极性器件).3.输入电阻高(1071015).4.温度稳定性好.5.信号放大稳定性好,失真小.NPPG栅极S源极D漏极1.结构一、结型场效应管导电沟道N沟道基底:N型半导体两边是P区PNNG栅极S源极D漏极1.结构一、结型场效应管基底:P型半导体两边是N区P沟道导电沟道PNNG栅极S源极D漏极DGSNPPG栅极S源极D漏极DGS符号:N沟道P沟道2.工作原理(以N沟道为例)NNNPPIDSDG(1)当UDS>0,UGS=0时;UDS此时沟道较宽,沟道电阻较小,漏极电流ID最大.2.工作原理(以N沟道为例)NNNPPIDSDG(2)

4、当UDS>0,UGS<0时;UDS由于UGS<0,PN结(),耗尽层();导致沟道变窄,沟道电阻增大,ID减小;UGS反偏变宽IG(IG≈0)2.工作原理(以N沟道为例)NNNPPIDSDG(3)当UDS>0,UGS=UGS(off)(夹断电压)时;UDSUGS沟道被夹断,漏极电流ID=0.IG(IG≈0)3.结型场效应管的特性曲线(1)转移特性曲线(一定UDS下,iD-uGS曲线)饱和漏极电流uGS(V)iD(mA)UDS=12VUGS(off)夹断电压IDSS(2)输出特性曲线①夹断区IG≈0,ID≈0(一定UGS下,iD-uDS曲线)uDS/VuGS=0V受控性:

5、ID受uGS控制.恒流性:ID不受uDS影响.(可做放大器和恒流源)②恒流区(可做非接触型高速开关)(低频跨导)(2)输出特性曲线③可变电阻区(ID同时受uGS与uDS的控制)当uGS为常数时,uDSID近似线性,表现电阻特性;当uDS为常数时,uGSID,表现为压控电阻特性。(一定UGS下,iD-uDS曲线)uDS/VuGS=0V由于漏极电流受栅-源电压的控制,故称场效应管为电压控制元件。场效应管用gm来描述动态情况下栅-源电压对漏极电流的控制作用。(低频跨导)根据半导体物理中对场效应管内部载流子的分析可以得到iD的近似表达式:结型场效应管的缺点:1.栅源

6、极间的电阻虽然可达107以上,但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时,将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题2.在高温下,PN结的反向电流增大,栅源极间的电阻会显著下降。二、绝缘栅场效应管MOS管:Metal-Oxide-SemiconductortypeFieldEffectTransistor分类:耗尽型、增强型绝缘栅场效应管(金属氧化物场效应管)(自学)漏极栅极源极漏极栅极源极金属氧化物半导体1.结构2.工作原理(以增强型P沟道MOS管为例)栅极无电压时栅极加电压时处于截止状态处于导通状态三、场效应管的特性参数和使用注意事项(

7、自学)双极型和场效应型三极管的比较双极型三极管场效应三极管结构NPN型PNP型结型耗尽型N沟道P沟道绝缘栅增强型N沟道P沟道绝缘栅耗尽型N沟道P沟道C与E一般不可倒置使用D与S可倒置使用载流子多子扩散,少子漂移多子漂移控制电流控制电流源CCCS(β)电压控制电流源VCCS(gm)噪声较大较小温度特性受温度影响较大较小,可有零温度系数点输入电阻几十到几千欧姆几兆欧姆以上静电影响不受静电影响易受静电影响集成工艺不易大规模集成适宜大规模和超大规模集成第六节场效应管放大电路场效应管同三极管一样,具有放大作用。它也可以构成各种组态的放大电路,共源极

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