第四章 场效应管及其放大电路ppt课件.ppt

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1、4场效应管及其放大电路半导体三极管：1.两种极型的载流子（电子和空穴）都参与导电，又称为双极型晶体管，简称BJT（BipolarJunctionTransistor)。2.电流控制型器件。3.输入电流大，输入电阻小。双极型晶体管*双极型晶体管的主要特点：单极型晶体管：场效应管*场效应管，简称FET(FieldEffectTransistor)，其主要特点：(a)参与导电作用的只有一种载流子，称为单极型晶体管(b)电压控制元器件（它是利用改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件）。输入电阻高，可达107~1015W。(c)体积小、重量轻、耗电省、寿命长。(d)噪声低、热稳定

2、性好、抗辐射能力强和制造工艺简单，便于集成等特点。(e)在大规模集成电路制造中得到了广泛的应用。1.结型场效应管，简称JFET(JunctionFieldEffectTransistor)场效应管按结构和控制电场的形式可分为：*场效应管的类型：2.绝缘栅型场效应管，简称IGFET(IsolatedGateFieldEffectTransistor)结型场效应管按工作方式可分为：*场效应管的类型：绝缘栅型耗尽型增强型场效应管按其导电沟道掺杂类型可分为：P沟道N沟道场效应管P沟道N沟道P沟道N沟道P沟道N沟道耗尽型增强型*本章内容(1)结型场效应管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数(2)

3、绝缘栅型场效应管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数(3)场效应管放大电路。4.1结型场效应管4.1.1结型场效应管的结构和类型sgdP+NP+SiO2保护层N沟道JFET结构示意图N沟道JFET结型场效应管分N沟道结型场效应管P沟道结型场效应管NP+P+形成SiO2保护层以N型半导体作衬底上下各引出一个电极左右各引出一个欧姆接触电极两边个引出一个电极两边各引出一个欧姆接触电极两边各扩散出两个高浓度的P型区漏极D（drain)源极S（source)栅极G（gate)NP+P+N型导电沟道符号称为N沟道JFET漏极D源极S栅极GNP+P+N型导电沟道符号三个区两个PN结总结：此管中电流有

4、栅极电流iG，漏极电流iD符号P沟道JFET结构示意图PN+N+P型导电沟道SGDP沟道JFET4.1.2结型场效应管的工作原理：漏极电流iD的形成过程及变化情况GDS电路图电流的变化，受电压的控制和影响。NJFET承受的电压有栅源电压uGS和漏源电压uDS1.栅源控制电压uGS对漏极电流iD的控制作用2.漏源电压uDS对漏极电流iD的影响作用1．uDS=0时，uGS对沟道的控制作用a．当uGS=0时NP+P+N型导电沟道SGD=0导电沟道已经存在且无变化NJFET不允许的工作状态:uGS＞0原因？b．UGS(off)

5、宽(b)PN结主要向N区扩展(c)导电沟道变窄(d)导电沟道电阻增大NP+P+N型导电沟道SGD=0P+P+(a)PN结合拢(b)导电沟道夹断c．0>uGS=UGS(off)UGS(off)——栅源截止电压或夹断电压–+当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示2．当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用NP+P+N型导电沟道SGD=0–+当uDS＝0时，沟道内无电场效应，无漏极电流iD形成，处处等电位，处处PN结反偏程度相等，各点耗尽层等宽，沟道内处处等宽。NP+P+N型导电沟道SGD=0–+a．0

6、UGS(off)

7、(b)沿沟道有电位梯度(c)沿沟道PN结反偏电压不同(

8、a)漏极电流iD≠0uDS增大，iD增大。uDS(d)沟道PN结呈楔形NP+P+N型导电沟道SGD=0–+P+b．uDS↗=

9、UGS(off)

10、(b)iD达到饱和漏极电流IDSS(最大值)(a)沟道点夹断(预夹断)•两PN结承受的反偏电压加大，耗尽层更加变宽。最终在A点重合。Ac．uDS>

11、UGS(off)

12、预夹断以后：(b)iD达到最大值几乎不随uDS的增大而变化NP+N型导电沟道SGD=0P+–+(a)沟道夹断区延长，区内电阻高，电压降落大，电场强，吸引自由电子滑入漏区，形成iD当uGS=0时，uDS对沟道的控制作用动画演示3．当uDS≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用a.uD

13、S和uGS将一起改变沟道的宽度NP+N型导电沟道SGDP+–++–c.当uDG=

14、UGS(off)

15、时，沟道出现予夹断。此时，uDS=

16、UGS(off)

17、+uGSb.PN结在漏极D端的反偏电压最大。uDG=uDS-uGSuDS、uGS共同对沟道的控制作用动画演示（1）JFET是利用uGS所产生的电场变化来改变沟道电阻的大小，（2）场效应管为一个电压控制电流型的器件。iD受uGS的控制（3）在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。小