模电课件第三章场效应管及其基本电路教学教材.ppt

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1、模电课件第三章场效应管及其基本电路JFET：利用栅源电压（输入电压）对耗尽层厚度的控制来改变导电沟道的宽度，从而实现对漏极电流（输出电流）的控制。IGFET：利用栅源电压（输入电压）对半导体表面感生电荷量的控制来改变导电沟道的宽度，从而实现对漏极电流（输出电流）的控制。FET输入电压输出电流9/25/20212模拟电子线路N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)分类：9/25/20213模拟电子线路3―1结型场效应管3―1―1结型场效应管的结构及工作原理N型沟道PPDGSDSG(a)N沟道JFET图3―1

2、结型场效应管的结构示意图及其表示符号Gate栅极Source源极Drain漏极箭头方向表示栅源间PN结若加正向偏置电压时栅极电流的实际流动方向ID实际流向结型场效应三极管的结构.avi9/25/20214模拟电子线路P型沟道NNDGSDSG(b)P沟道JFET图3―1结型场效应管的结构示意图及其表示符号ID实际流向9/25/20215模拟电子线路图3-1结型场效应管的结构示意图和符号9/25/20216模拟电子线路3.1.2工作原理图4-2当UDS=0时UGS对导电沟道的影响示意1.UGS对导电沟道的影响9/25/20217模拟电子线路NDGSPP(a)UGS=0，沟道最宽图3―2

3、栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图9/25/20218模拟电子线路(b)UGS负压增大，沟道变窄DSPPUGS图3―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图横向电场作用：︱UGS︱↑→PN结耗尽层宽度↑→沟道宽度↓9/25/20219模拟电子线路(c)UGS负压进一步增大，沟道夹断图3―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图DSPPUGSUGSoff——夹断电压9/25/202110模拟电子线路图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线(a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线9/25/202111模拟电子线路2.ID与UDS、UGS之间的关系图3-3UDS对导电沟道和ID的影响9

4、/25/202112模拟电子线路3―1―2结型场效应管的特性曲线一、转移特性曲线式中：IDSS——饱和电流，表示uGS=0时的iD值；UGSoff——夹断电压，表示uGS=UGSoff时iD为零。恒流区中：uGS≤0，iD≥09/25/202113模拟电子线路2.转移特性曲线图4-5N沟道结型场效应管的转移特性曲线9/25/202114模拟电子线路根据工作情况,输出特性可划分为4个区域,即:可变电阻区、恒流区、击穿区和截止区。9/25/202115模拟电子线路二、输出特性曲线1.可变电阻区iD的大小同时受uGS和uDS的控制。栅、漏间电压uGD>UGSoff（或uDS

5、Soff）栅、源间电压uGS>UGSoff预夹断前所对应的区域。uGS≤0，uDS≥09/25/202116模拟电子线路图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线(a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线9/25/202117模拟电子线路当uDS很小时，uDS对沟道的影响可以忽略，沟道的宽度及相应的电阻值仅受uGS的控制。输出特性可近似为一组直线，此时，JFET可看成一个受uGS控制的可变线性电阻器（称为JFET的输出电阻）；当uDS较大时，uDS对沟道的影响就不能忽略，致使输出特性曲线呈弯曲状。9/25/202118模拟电子线路2.恒流区iD的大小几乎不受uDS的控制。预夹断后所

6、对应的区域。栅、漏间电压uGDuGS-UGSoff）栅、源间电压uGS>UGSoff9/25/202119模拟电子线路(1)当UGSoff

7、)-4-5-6-7.5设9/25/202122模拟电子线路综上分析可知沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型三极管。JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；预夹断后，iD趋于饱和。#为什么JFET的输入电阻比BJT高得多？JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此iG0，输入电阻很高。9/25/202123模拟电子线路3―2绝缘栅场效应管(IGFET)栅极与沟道之间隔了一层很薄的绝缘体，其阻抗