模拟电子技术基础3场效应晶体管及其基本放大电路-chenppt课件.ppt

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1、场效应晶体管(FieldEffectTransistor，FET)是电压型(或电场型)控制器件，利用输入回路的电场效应来控制输出回路的电流，靠多数载流子导电，因而是单极型晶体管。FET具有输入电阻高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等优点，广泛应用于集成电路中。本章主要介绍FET的结构、工作原理，以及FET基本放大电路的分析方法。本章简介3.1结型场效应晶体管3.3场效应晶体管放大电路3.2绝缘栅型场效应晶体管3场效应晶体管及其放大电路模拟电子技术基础3.1.1JFET的结构和工作原理1.结构2.工作原理3.1.2N沟

2、道结型场效应晶体管的特性曲线1.输出特性2.转移特性本节内容3.1结型场效应晶体管场效应晶体管概述场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。g与s、d均无电接触uGS=0,导电沟道已存在uGS=0,无导电沟道存在导电沟道中多数载流子为电子导电沟道中多数载流子为空穴3.1.1JFET的结构和工作原理1.结构与符号导电沟道漏极源极栅极漏极源极栅极箭头方向表示栅-源极接正向偏置电压时，栅极电流的方向是由P指

3、向N3.1.1JFET的结构和工作原理2.工作原理(1)uDS=0,uGS对导电沟道的影响导电沟道已在,耗尽层最窄,导电沟道最宽。

4、uGS

5、↑耗尽层变宽,导电沟道变窄。导电沟道被夹断。夹断电压UGS(off):导电沟道刚好消失时栅-源极所加电压uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？3.1.1JFET的结构和工作原理2.工作原理(2)0>uGS>UGS(off)（为恒定值）,uDS对iD的影响uGD>UGS（off）沟道中没有任何一处被夹断，uDS增大，iD增大。uGD=UGS（off）沟道在d端被夹断

6、——预夹断。uGDUGS(off))饱和漏电流3.2绝缘栅型场效应晶体管3.2.1增强型MOSFET1.结构2.工作原理3.特性曲线与电流方程3.2.2耗尽型MOSFET1.结构2.工作原理3.特

7、性曲线与电流方程本节内容3.2.1增强型MOSFET1.结构与符号漏极源极栅极高掺杂虚线表示uGS=0时，导电沟道未形成3.2.1增强型MOSFET2.工作原理（1）导电沟道的形成（s与B相连，uDS=0)1）uGS=0,iD=0，导电沟道未形成2)uGS产生g→s垂直电场,吸引电子,排斥空穴,形成耗尽层.因uGS较小,导电沟道未形成,iD=0.3)uGS≥UGS(th)衬底表面形成反型层将两个N+区连通,导电沟道形成.开启电压3.2.1增强型MOSFET2.工作原理（2）导电沟道形成后uDS对iD的影响（uGS>UG

8、S(th))uGD>UGS（th）沟道中没有任何一处被夹断，uDS增大，iD增大。uGD=UGS（th）沟道在d端被夹断——预夹断。uGD

9、DS对iD的影响:0uGS-UGS(off)——恒流区,iD的趋于饱和,不随uDS而变.3.2.2耗尽型MOSFET3.特性曲线与电流方程耗尽型MOS管在uGS＞0、uGS＜0、uGS＝0时均可导通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在uGS＞0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。恒流区转移特性方程与JFET完全相同MOS管的特性总结：N沟道增强型MOS管N沟道耗尽型MOS管开启电压夹断电压P沟道增强型MO

10、S管P沟道耗尽型MOS管PMOSFET外加的uDS必须是负值，增强型PMOSFET的开启电压也是负值。箭头向外表示实际的电流方向为流出漏极，与通常的假定正好相反工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＞0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＜0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？