场效应管及其基本放大电路ppt课件.ppt

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1、3场效应管及其基本放大电路场效应管（FieldEffectTransistor简称FET）是一种电压控制器件，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。FET分类：增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道N沟道P沟道耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道MOSFET绝缘栅型场效应管结型场效应管JFET§3.1场效应管1§3.1场效应管1.N沟道增强型MOSFET一、金属氧化物-半导体（MOS）场效应管GN+N+P型衬底BSD源极漏极栅极SiO2绝缘层符号由于栅极与源极、漏极均无电接触，故称绝缘栅极。符号中箭头的方向表示由

2、P(衬底)指向N(沟道)，三条垂直短线表示在未加适当栅压前漏极与源极之间无导电沟道。D(Drain):漏极，相当cG(Gate):栅极，相当bS(Source):源极，相当eB(Substrate):衬底1）结构（N沟道）1）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§3.1场效应管1.N沟道增强型MOSFET一、金属氧化物-半导体（MOS）场效应管32）工作原理N沟道增强型MOSFET42）工作原理（1）栅源电压vGS的控制作用a.当vGS≤0时无导电沟道，d、s间加电压时，也无电流产生。b.当0

3、间加电压后，没有电流产生。c.当vGS>VT时IDVDD------VGG反型层，也叫感生沟道。VT称为开启电压：刚刚产生沟道所需的栅源电压vGS。vGS越大，反型层越宽，导电沟道电阻越小。N沟道增强型MOSFET5iD(mA)vDS/V2）工作原理（1）栅源电压vGS的控制作用控制导电沟道电阻。（2）vDS对沟道的控制作用当vGS一定（vGS>VT）时，靠近漏极d处的电位升高电场强度减小沟道变薄vDSiD沟道电位梯度整个沟道呈楔形分布当vDS增加到使vGD=VT时，在紧靠漏极处出现预夹断。在预夹断处：vGD=vGS-vDS=VT预夹断后，vDS夹断区延长沟道电

4、阻ID基本不变预夹断点：vGD=vTN沟道增强型MOSFET6（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。2）工作原理vGS=3VvGS=5VvDS/ViD(mA)vGS=7VN沟道增强型MOSFET73）V-I特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性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）③饱和区（恒流区又称放大区）+-VGGKn电导常数单位：mA/V2N沟道增强型MOSFETIDO是vGS＝2VT时的iD8（2）转移特性4321051015VGS=5V6V

5、4V3V2VVDS=10VVT转移特性VDS/VID/mAID/mA0123246VGS/V3.V-I特性曲线及大信号特性方程N沟道增强型MOSFET92.N沟道耗尽型MOSFET1）结构和工作原理（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10当vGS＜0时，沟道变窄，iD减小。夹断电压（VP）——沟道刚刚消失所需的栅源电压vGS。特点：2.N沟道耗尽型MOSFET当vGS=0时，就有沟道，加入vDS，就有iD。当vGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。112.N沟道耗尽型MOSFET2）V-I特性曲线及大信号特性方程IDSS:零栅压的漏

6、极电流。饱和漏极电流。12P沟道MOSFETvGS<0vGS可正可负13N沟道增强型MOSFET的工作原理：可变电阻区饱和区14§3.1场效应管二、结型场效应管（JFET）1.结构N型导电沟道漏极D(d)源极S(s)P+P+栅极G(g)N耗尽层符号：N沟道P沟道152.工作原理（以N沟道JFET为例）二、JFET1）当vGS=0时，导电沟道最宽。2）当│vGS│↑时，PN结反偏，耗尽层变宽，导电沟道变窄，沟道电阻增大。3）当│vGS│↑到一定值时，沟道夹断。当沟道夹断时，对应的栅源电压vGS称为夹断电压VP。N沟道的JFET，VP<0。①vGS对导电沟道及iD的控制作用（vGS=0

7、）16②vDS对iD的影响1）当vDS=0时，vDSiDG、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。vDS夹断区延长沟道电阻ID基本不变N沟道JFET工作原理（vGS=0）iD=0。2）A3）当vDS↑，使vGD=vGS-vDS=-vDS=VP时，在靠漏极A点处夹断—预夹断。此时iD达到了饱和漏电流IDSS17③vGS和vDS同时作用时当VP