MOS管工作原理讲解课件.ppt

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1、5场效应管放大电路1内容5.3结型场效应管(JFET)5.1金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管5.2MOSFET放大电路5.5各种放大器件电路性能比较*5.4砷化镓金属-半导体场效应管2要求掌握场效应管的直流偏置电路及分析；场效应管放大器的微变等效电路分析法。3N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)场效应管分类：45.1金属－氧化物－半导体（MOS）场效应管MOSFET简称MOS管，它有N沟道和P沟道之分，其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种。耗尽型：当vGS＝0时，存在导电沟道，iD0。增强

2、型：当vGS＝0时，没有导电沟道，iD＝0。55.1.1N沟道增强型MOSFET1．结构PNNGSDP型基底两个N区SiO2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型6N沟道耗尽型PNNGSD予埋了导电沟道GSD7NPPGSDGSDP沟道增强型8P沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导电沟道92．工作原理JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制，来改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流的大小。而MOSFET则是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。102．工作原理（以N沟道增强型为例）PNNGSDVDSVGSVGS=0时D-S间相当于两个反接的

3、PN结ID=0对应截止区11PNNGSDVDSVGSVGS>0时VGS足够大时（VGS>VT）感应出足够多电子，这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子VT称为开启电压12VGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，VGS越大此电阻越小。PNNGSDVDSVGS13PNNGSDVDSVGS当VDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。当VDS较大时，靠近D区的导电沟道变窄。14PNNGSDVDSVGS夹断后，即使VDS继续增加，ID仍呈恒流特性。IDVDS增加，VGD=VT时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。153．特性曲线（增强型N沟道MOS管）16输出特性曲

4、线3．特性曲线（增强型N沟道MOS管）可变电阻区击穿区IDUDS0UGS=5V4V-3V3V-5V线性放大区17转移特性曲线3．特性曲线（增强型N沟道MOS管）0IDUGSVT在恒流区（线性放大区，即VGS＞VT时有：ID0是vGS=2VT时的iD值。184．参数P210表5.1.1列出了MOSFET的主要参数。195.1.2N沟道耗尽型MOSFET耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。转移特性曲线0IDUGSVT20输出特性曲线IDUDS0UGS=0UGS<0UGS>0215.2MOSFET放大电路直流偏置电路静态工作点FET小信号模型动态指标分

5、析三种基本放大电路的性能比较5.2.1FET的直流偏置及静态分析5.2.2FET放大电路的小信号模型分析法221.直流偏置电路5.2.1FET的直流偏置电路及静态分析（1）自偏压电路（2）分压式自偏压电路vGSvGSvGSvGSvGSVGS=-IDR232.静态工作点Q点：VGS、ID、VDSvGS=VDS=已知VP，由VDD-ID(Rd+R)-iDR可解出Q点的VGS、ID、VDS245.2.2FET放大电路的小信号模型分析法1.FET小信号模型（1）低频模型25（2）高频模型1.FET小信号模型262.动态指标分析（1）共源电路及其小信号模型272.动态指标分析中频小信号模

6、型：282.动态指标分析（2）中频电压增益（3）输入电阻（4）输出电阻忽略rD由输入输出回路得则通常则29例5.2.2共漏极放大电路如图示。试求中频电压增益、输入电阻和输出电阻。（2）中频电压增益（3）输入电阻得解：（1）中频小信号模型由例题30（4）输出电阻所以由图有例题313.三种基本放大电路的性能比较组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET电压增益：CE：CC：CB：CS：CD：CG：32输出电阻：3.三种基本放大电路的性能比较BJTFET输入电阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：335.3结型场效应管结构工

7、作原理输出特性转移特性主要参数5.3.1JFET的结构和工作原理5.3.2JFET的特性曲线及参数34源极，用S或s表示N型导电沟道漏极，用D或d表示P型区P型区栅极，用G或g表示栅极，用G或g表示符号符号5.3.1JFET的结构和工作原理1.结构???符号中的箭头方向表示什么？352.工作原理①VGS对沟道的控制作用当VGS＜0时（以N沟道JFET为例）当沟道夹断时，对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP（或VGS(off)）。对于N沟道的JFET，VP<0。PN结反偏耗尽