《15 基本放大电路3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《15 基本放大电路3.ppt（62页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜直接耦合放大电路的零点漂移现象直接耦合放大电路的零点漂移现象零点漂移现象：零点漂移现象：在直接耦合放大电路中，输入电压在直接耦合放大电路中，输入电压uI0，输出电压输出电压uO0的现象。的现象。15.7 差动放大电路电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜例如：例如：若第一级漂了若第一级漂了100 uV，则输出漂移则输出漂移 10mV。若第二级也漂了若第二级也漂了100 uV，则输出漂移则输出漂移 10 mV。假设假设F 第一级是关键第一级是关键减小零漂的措施减小零漂的措施F 用非线性元件进行温度补偿用非线性元件进行温度补偿F 采用差
2、分式放大电路采用差分式放大电路漂了漂了 100 uV漂移漂移 10 mV+100 uV漂移漂移 1 V+10 mV漂移漂移 1 V+10 mV电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜15.7.1 15.7.1 差动放大电路的工作原理差动放大电路的工作原理+ui1-+uo -RCRB2T1RB1RCRB2T2RB1+UCC+ui2-特点：特点：结构对称结构对称即：即：1=2=UBE1=UBE2=UBE rbe1=rbe2=rbe电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜1.1.零点漂移的零点漂移的抑制抑制uo=VC1-VC2 =0当当 ui1=ui2=0 时：时：当温度变化时：
3、当温度变化时：IC1=IC2，VC1=VC2设设T iC1 ,iC2 vC1 ,vC2 (增量相等增量相等)uo=vC1-vC2=0+ui1-+uo -RCRB2T1RB1RCRB2T2RB1+UCC+ui2-对称差动对称差动对称差动对称差动放大电路对两放大电路对两放大电路对两放大电路对两管所产生的同管所产生的同管所产生的同管所产生的同向漂移都有抑向漂移都有抑向漂移都有抑向漂移都有抑制作用。制作用。制作用。制作用。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜2.2.输入信号分类输入信号分类(1)差模差模(differential mode)输输入入ui1=-ui2=uid(2)共模共模(
4、common mode)输入输入ui1=ui2=uic任意输入的信号任意输入的信号 ui1,ui2，都可分解成差模分都可分解成差模分量和共模分量。量和共模分量。(3)比较比较 输入输入两输入端加的信号大小相等、极性相反。两输入端加的信号大小相等、极性相同。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜ui1=uic+uid ；ui2=ui ic-uid例例:ui1=20 mV,ui2=10 mV则：则：uid=5mV,uic=15mV 差模分量差模分量:共模分量共模分量:ui1=15mV +5mV；ui2=15mV-5mV电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜+uo+ui1+U
5、CCRCT1RBRCT2RBREUEE+ui2+uo1+uo2iBiBiEiCiEiCRP15.7.2 15.7.2 典型差动放大电路典型差动放大电路特点：特点：加入射极电阻加入射极电阻RE；加入负电源加入负电源-UEE，采用正采用正负双电源供电。负双电源供电。为了使左右平衡，为了使左右平衡，可设置调零电位器可设置调零电位器电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜双电源的作用：双电源的作用：（1）使信号变化幅度加大。）使信号变化幅度加大。（2）IB1、IB2由负电源由负电源-UEE提供。提供。+uo+ui1+UCCRCT1RBRCT2RBREUEE+ui2+uo1+uo2iBiBiE
6、iCiEiCRP电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜设设ui1=ui2=0RE:对对共模信号有很共模信号有很强负反馈作用强负反馈作用,抑制温度漂移。抑制温度漂移。对对差模信号差模信号基本上不影响放大效果。基本上不影响放大效果。温度温度IC1IC2IE UREUBE1UBE2IB2IB1IC1IC2RE的作用的作用 电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜T1RBRERC-UEE+UCC15.7.3 15.7.3 差分放大电路对差模信号的放大差分放大电路对差模信号的放大1.静态分析静态分析IB1=IB2=IBIC1=IC2=ICIC1=IC2=IC=IB UE1=UE2=
7、IBRBUBE UCE1=UCE2=UC1UE1UC1=UC2=UCCICRC +UBEIBIC2IEUCE+电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜(1)(1)加入差模信号加入差模信号ui1i1=-=-ui2i2=uidid/2/2，所以，所以，E点点对差模信号相当于对地短路。对差模信号相当于对地短路。若若 ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 Ie不变不变 uE不变不变 uicic=0=0。2.2.动态分析动态分析+uo+ui1+UCCRCT1RBRCT2RBREUEE+ui2+uo1+uo2iBiBiEiCiEiCRP电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：
8、刘童娜+T2+T1RCvRC+i2vvi1oidv2idv2-Eo2v+vo1RL 双入双出的差模电压放大倍数双入双出的差模电压放大倍数 Ib1.bcRcRL/2+_vo+_vi1rbeee Ib1.bcRcRL/2+_vo+_vi1rbee Ib2.bcRcRL/2rbevid _vo _差模信号作用下的等效电路差模信号作用下的等效电路电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜RE 对差模信号不起作用，其单管对差模信号不起作用，其单管差模电压放大倍数为：差模电压放大倍数为：双端输出双端输出（1 1）双端输入）双端输入iBiCuo1ui1RCT1RB+-电子技术基础电子技术基础 主讲：
9、刘童娜主讲：刘童娜差模电压放大倍数差模电压放大倍数差模输入电阻为差模输入电阻为差模输出电阻为差模输出电阻为若带负载，若带负载，RL中点电位为中点电位为 0,所以放大倍数：所以放大倍数：电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜 双入单出的差模电压放大倍数双入单出的差模电压放大倍数差模信号作用下的等效电路差模信号作用下的等效电路e Ib1.bcRc RL+_vo+_vi1rbee Ib2.bcRcrbevid _ 这种方式适用这种方式适用于将差分信号转换于将差分信号转换为单端输出的信号。为单端输出的信号。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜同相输出同相输出单端输出的电压放大
10、倍数为双端输出的一半单端输出的电压放大倍数为双端输出的一半.反相输出反相输出单端输出单端输出（2 2）单端输入）单端输入对对Ad而言，双端输入与单端输入效果是一样的。而言，双端输入与单端输入效果是一样的。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜15.7.4 15.7.4 共模抑制比共模抑制比(CMRR)例例:Ad=-200，Ac=0.1 KCMRR=20 lg (-200)/0.1=66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMRR=KCMRR(dB)=(分贝分贝)共模抑制比越大，表示电路放大差模共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的
11、能力越强。信号和抑制共模信号的能力越强。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜例：例：扩音系统扩音系统实际负载实际负载什么是功率放大器？什么是功率放大器？在电子系统中，模拟信号被放大在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取15.8互补对称功率放大电路电子技术基
12、础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜(1)在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。在不失真的情况下能输出尽可能大的功率。功放电路中电功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值管的极限值:ICM 、UCEM 、PCM。由于信号大，功率放由于信号大，功率放大电路工作的动态范围大。大电路工作的动态范围大。必须注意防止波形失真。必须注意防止波形失真。ICMPCMUCEMiCuCE15.8.1 对功率放大电路的基本要求电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜(2)电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管电源
13、提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。）。Pomax:负载上得到的交流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PE：电源提供的直流功率。电源提供的直流功率。（3）功放管散热和保护问题）功放管散热和保护问题电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜BJT的几种工作状态的几种工作状态甲甲类类：Q点点适适中中,在在正正弦弦信信号号的的整整个个周周期期内内均均有有电电流流流流过过BJT。这种电路功率损耗较大，效率较低，最高只能达到这种电路功率损耗较大，效率较低，最高只能达到5050。Q1iCuCEVCEQICQ电子
14、技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜乙乙类类：放放大大电电路路的的静静态态工工作作点点设设置置在在交交流流负负载载线线的的截截止止点点，晶晶体体管管仅仅在在输输入入信信号号的的半半个个周周期期导导通通。这这种种电电路路功功率率损损耗耗减减到到最最少，使效率大大提高少，使效率大大提高。iCuCEQ2ICQUCC电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜iCuCE甲甲乙乙类类：放放大大电电路路的的静静态态工工作作点点介介于于甲甲类类和和乙乙类类之之间间，晶晶体体管管有有不不大大的的静静态态偏偏流流。其其失失真真情情况况和和效效率率介介于于甲甲类类和和乙乙类之间。类之间。Q3ICQ
15、VCC电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜如何解决效率低的问题？如何解决效率低的问题？办法：办法：降低降低Q点。点。既降低既降低Q点又不会引起截止失真的办法：点又不会引起截止失真的办法：采用采用互补对称射极输出电路。互补对称射极输出电路。缺点：缺点：但又会引起截止失真。但又会引起截止失真。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜 互补对称功放的类型互补对称功放的类型 无输出变压器形式无输出变压器形式 （OTL电路）电路）无输出电容形式无输出电容形式 （OCL电路）电路）互补对称：互补对称：电路中采用两支晶体管，电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。各
16、一支；两管特性一致。类型：类型：电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜15.8.2 互补对称功放电路 1、特点、特点(1)单电源供电；单电源供电；(2)输出加有大电容。输出加有大电容。2、静态分析、静态分析 T1、T2 特性对称，特性对称，T2+C+UCC0.5UCCRLuiT1A+uo-UC一、无输出变压器一、无输出变压器(OTL)的互补对称功放电路的互补对称功放电路 电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜3.3.动态分析动态分析设输入端在设输入端在 0.5UCC 直流电直流电基础上加入正弦信号。基础上加入正弦信号。若输出电容足够大，若输出电容足够大，UC基基本保持在
17、本保持在0.5UCC，负载上负载上得到的交流信号正负半周得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。对称，但存在交越失真。ic1ic2交越失真交越失真当当 时，时，T1导通、导通、T2截止；截止；当当 时，时，T1截止、截止、T2导通。导通。0.5UCCuit两个晶体管都只在半个周期内工作，两个晶体管都只在半个周期内工作，称为称为乙类放大乙类放大。T2+C+UCC0.5UCCRLuiT1A+uo-UC电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜4.4.电路的改进电路的改进RLT1T2+UCC+ui-+uo-R2R1R2D1D2C+克服交越失真克服交越失真电子技术基础电子技术基础 主讲：刘
18、童娜主讲：刘童娜uiuoT1CR8+UCCR1R2RLR5R6RWUPT2T3T44.4.电路的改进电路的改进调整调整RW阻值的大小，可使阻值的大小，可使此时电容上电压此时电容上电压 T1：电压推动级（前置级）电压推动级（前置级）电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜4.4.电路的改进电路的改进 T3、R1、R2：UBE扩大电路扩大电路 合理选择合理选择R1、R2，UB1、UB2间可得到间可得到 UBE3 任意倍的电压。任意倍的电压。uiuoT1CR8+UCCR1R2RLR5R6RWUPT2T3T4电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜5.电路中增加复合管电路中增加复合
19、管增加复合管的目的是：增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力。扩大电流的驱动能力。复合管的构成方式：复合管的构成方式：ECBT1T2ibic方式一：方式一：CBEibic复合复合NPN型型电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜BECibic 1 2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。方式二：方式二：T1ECBT2ibic复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效后晶体管的性能确定均如下：后晶体管的性能确定均如下：复合复合PNP型型电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜6.功率计算功率计
20、算Q3ICQVCCiCuCE设电路工作在乙类极限状态，则输出电压的最大值为：设电路工作在乙类极限状态，则输出电压的最大值为：(1)最大不失真输出功率最大不失真输出功率PoM(2)电源供给的功率电源供给的功率PE电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜6.功率计算功率计算Q3ICQVCCiCuCE（3）效率）效率 理想状态理想状态,实际实际效率要低些。效率要低些。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜二、无输出电容的乙类互补对称功放电路二、无输出电容的乙类互补对称功放电路1.工作原理（设工作原理（设ui为正弦波）为正弦波）电路的结构特点：电路的结构特点：（1）由由NPN型、
21、型、PNP型三极型三极管构成两个对称的射极输出管构成两个对称的射极输出器对接而成。器对接而成。（2）双电源供电。）双电源供电。（3）输入输出端不加隔直电容。）输入输出端不加隔直电容。RLT1T2+UCC+ui-+uo-R2R1R2D1D2-UCCA电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜3.动态分析：动态分析：ui 0VT1截止，截止，T2导通导通ui 0VT1导通，导通，T2截止截止iL=ic1;iL=ic2因此，不需要隔直电容。因此，不需要隔直电容。2.静态分析静态分析：ui=0V T1、T2 微导通微导通IC1=IC2 uo=0VRLT1T2+UCC+ui-+uo-R2R1R2
22、D1D2-UCCAic2ic1电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜15.8.3 集成功率放大电路功率放大电路的应用功率放大电路的应用电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜作作 业业15.7.315.7.415.8.1电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜15.9 15.9 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道场效应管场效应管 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管结型场效应管结型场效应管BJT是是一一种种电电流流控控制制器器件件(iB iC)，工工作作时时，多多数数载载流流子子和
23、和少数载流子都参与导电，所以被称为少数载流子都参与导电，所以被称为双极型器件双极型器件。场效应管（场效应管（Field Effect Transistor简称简称FET）是一种是一种电压控电压控制器件制器件(vGS iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是是单极型器件单极型器件。FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。极高等优点，得到了广泛应用。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜漏极漏极D 栅极和栅极和栅极和栅极和其它电极及其它电极及其它电极及其它
24、电极及硅片之间是硅片之间是硅片之间是硅片之间是绝缘的，称绝缘的，称绝缘的，称绝缘的，称绝缘栅型场绝缘栅型场绝缘栅型场绝缘栅型场效应管。效应管。效应管。效应管。金属电极金属电极(1)(1)N N沟道增强型管的结构沟道增强型管的结构沟道增强型管的结构沟道增强型管的结构栅极栅极G源极源极S1.1.增强型绝缘栅场效应管增强型绝缘栅场效应管增强型绝缘栅场效应管增强型绝缘栅场效应管SiO2绝缘层绝缘层P P型硅衬底型硅衬底 高掺杂高掺杂N区区15.9.1 15.9.1 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜GSD符号：符号：符号：符号：漏极漏极D金属电极金属电极栅极
25、栅极G源极源极SSiO2绝缘层绝缘层P P型硅衬底型硅衬底 高掺杂高掺杂N区区 由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，故又称金属故又称金属-氧化物氧化物-半导体场效应管，简称半导体场效应管，简称MOS场效应管。场效应管。由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达最高可达1014 。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜(2)N(2)N沟道增强型管的沟道增强型管的沟道增强型管的沟道增强型管的工作原理工作原理工作原理工作原理EGP型硅衬底型硅衬底N+N+GSD
26、+UGSED+由结构图可见由结构图可见，N+型漏区和型漏区和N+型源区之间被型源区之间被P型衬底隔开，型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的漏极和源极之间是两个背靠背的PN结结。当栅源电压当栅源电压UGS=0 时时，不管漏极和源极之间所加不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总电压的极性如何，其中总有一个有一个PN结是反向偏置的，结是反向偏置的，反向电阻很高，反向电阻很高，漏极电流漏极电流近似为零近似为零。SD电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜EGP型硅衬底型硅衬底N+N+GSD+UGSED+当当UGS 0 时，时，P P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表型衬底中的电子
27、受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；层，填补空穴形成负离子的耗尽层；N型导电沟道型导电沟道在漏极电源的作用在漏极电源的作用在漏极电源的作用在漏极电源的作用下将产生漏极电流下将产生漏极电流下将产生漏极电流下将产生漏极电流I ID D，管子导通。管子导通。管子导通。管子导通。当当当当U UGS GS U UGSGS（thth）时，时，时，时，将将将将出现出现出现出现N N型导电沟道，型导电沟道，型导电沟道，型导电沟道，将将将将D-SD-S连接起来。连接起来。连接起来。连接起来。U UGSGS愈高，导电沟道愈高，导电沟道愈高，导电沟道愈高，导电沟道愈宽。愈宽。愈宽。愈宽。(2)N(
28、2)N沟道增强型管的沟道增强型管的沟道增强型管的沟道增强型管的工作原理工作原理工作原理工作原理电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜EGP型硅衬底型硅衬底N+N+GSD+UGSED+N型导电沟道型导电沟道当当UGS UGS(th(th）后，场效后，场效应管才形成导电沟道，开应管才形成导电沟道，开始导通，始导通，若漏若漏源之间加源之间加上一定的电压上一定的电压UDS，则有则有漏极电流漏极电流ID产生。在一定产生。在一定的的UDS下下漏极电流漏极电流ID的大小的大小与栅源电压与栅源电压UGS有关。所有关。所以，场效应管是一种电压以，场效应管是一种电压控制电流的器件。控制电流的器件。在一
29、定的漏在一定的漏源电压源电压UDS下，使管子由不导通变为下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(thth）。(2)N(2)N沟道增强型管的沟道增强型管的沟道增强型管的沟道增强型管的工作原理工作原理工作原理工作原理电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜(3)(3)特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线有导电沟道有导电沟道转移特性曲线转移特性曲线转移特性曲线转移特性曲线无导电无导电沟道沟道开启电压开启电压开启电压开启电压U UGSGS(th(th(th(th）UDSUGS/ID/mAUDS/Vo oUGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=
30、4V 漏极特性曲线漏极特性曲线漏极特性曲线漏极特性曲线恒流区恒流区恒流区恒流区可变电阻区可变电阻区可变电阻区可变电阻区截止区截止区截止区截止区电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜N型衬底型衬底P+P+GSD符号：符号：结构结构(4)(4)P P P P沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型 SiO2绝缘层绝缘层加电压才形成加电压才形成 P型导电沟道型导电沟道 增强型场效应管只有当增强型场效应管只有当U UGSGS U UGSGS(th(th(th(th）时才形成导电沟道。时才形成导电沟道。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜2.2.耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅
31、场效应管耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管GSD符号：符号：如果如果如果如果MOSMOS管在制造时导电沟道就已形成，称为耗尽型场效应管。管在制造时导电沟道就已形成，称为耗尽型场效应管。管在制造时导电沟道就已形成，称为耗尽型场效应管。管在制造时导电沟道就已形成，称为耗尽型场效应管。(1)N(1)N沟道耗尽型管沟道耗尽型管沟道耗尽型管沟道耗尽型管SiO2绝缘层中绝缘层中掺有正离子掺有正离子予埋了予埋了N型型 导电沟道导电沟道电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜2.2.耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管 由于耗尽型场效应管预埋了导电沟
32、道，所以在由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在UGS=0时，时，若漏若漏源之间加上一定的电压源之间加上一定的电压UDS，也会有漏极也会有漏极电流电流 ID 产生。产生。当当当当U UGS GS 0 0时，使导电沟道变宽，时，使导电沟道变宽，时，使导电沟道变宽，时，使导电沟道变宽，I ID D 增大；增大；增大；增大；当当当当U UGS GS 0 0时，使导电沟道变窄，时，使导电沟道变窄，时，使导电沟道变窄，时，使导电沟道变窄，I ID D 减小；减小；减小；减小；U UGSGS负值愈负值愈负值愈负值愈高，沟道愈窄，高，沟道愈窄，高，沟道愈窄，高，沟道愈窄，I ID D就愈小。就愈小。就愈小
33、。就愈小。当当UGS达到一定达到一定负值时，负值时，N型导电沟道消失，型导电沟道消失，ID=0，称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的UGS称为夹断电压，用称为夹断电压，用UGS(off(off）表示。表示。这这这这时的时的时的时的漏极电流漏极电流漏极电流漏极电流用用用用 I IDSSDSS表示，称为表示，称为表示，称为表示，称为饱和漏饱和漏饱和漏饱和漏极电流极电流极电流极电流。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜(2)(2)耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型N N沟道沟道沟道沟道MOSMOS管的特性曲线管的特性曲线管的特性曲线管的特性曲线夹断
34、电压夹断电压 耗尽型的耗尽型的MOS管管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压到时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。一定值时才能夹断。UGS(off)转移特性曲线转移特性曲线0ID/mA UGS/V-1-2-34812161 2U UDSDS=常数常数常数常数U DSUGS=0UGS0漏极特性曲线漏极特性曲线0ID/mA16 201248121648IDSS电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜2.2.耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管(3)P(3)P 沟道耗尽型管沟道耗尽型管沟道耗尽型管沟道耗尽型管符号：符号：GSD予埋了予埋
35、了P P型型 导电沟道导电沟道SiO2绝缘层中绝缘层中掺有负离子掺有负离子电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型GSDGSD增强型增强型增强型增强型N沟道沟道P P沟道沟道沟道沟道GSDGSDN N沟道沟道沟道沟道P沟道沟道GG、S S之间加一定之间加一定之间加一定之间加一定电压才形成导电沟道电压才形成导电沟道电压才形成导电沟道电压才形成导电沟道在制造时就具有在制造时就具有在制造时就具有在制造时就具有原始原始原始原始导电沟道导电沟道导电沟道导电沟道电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜3.3.场效应管的主要参数场效应管的主要参数场效应管的主要参数
36、场效应管的主要参数(1)(1)开启电压开启电压开启电压开启电压 U UGS(thGS(th)：是增强型是增强型是增强型是增强型MOSMOS管的参数管的参数管的参数管的参数(2)(2)夹断电压夹断电压夹断电压夹断电压 U UGS(off)GS(off)：(3)(3)饱和漏电流饱和漏电流饱和漏电流饱和漏电流 I IDSSDSS：是结型和耗尽型是结型和耗尽型是结型和耗尽型是结型和耗尽型MOSMOS管的参数管的参数管的参数管的参数(4)(4)低频跨导低频跨导低频跨导低频跨导 g gmm：表示栅源电压对漏极电流表示栅源电压对漏极电流表示栅源电压对漏极电流表示栅源电压对漏极电流 的控制能力的控制能力的控制
37、能力的控制能力极限参数：极限参数：极限参数：极限参数：最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜 场效应管与晶体管的比较场效应管与晶体管的比较场效应管与晶体管的比较场效应管与晶体管的比较 电流控制电流控制电流控制电流控制 电压控制电压控制电压控制电压控制 控制方式控制方式控制方式控制方式电子和空穴两种载电子和空穴两种载电子和空穴两种载电子和空穴两种载流子同时参与导电流子同时参与导电流子同时参与导电流子同时参与导电载流子载流子载流子载流子电子或空穴中一种
38、电子或空穴中一种电子或空穴中一种电子或空穴中一种载流子参与导电载流子参与导电载流子参与导电载流子参与导电类类类类 型型型型 NPNNPN和和和和PNP NPNP N沟道和沟道和沟道和沟道和P P沟道沟道沟道沟道放大参数放大参数放大参数放大参数 r rcece很高很高很高很高 r rdsds很高很高很高很高 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻较低较低较低较低较高较高较高较高 双极型三极管双极型三极管双极型三极管双极型三极管 单极型场效应管单极型场效应管单极型场效应管单极型场效应管热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性 差差差差 好好好好制造工艺制造工艺制造工艺制造工艺 较
39、复杂较复杂较复杂较复杂 简单，成本低简单，成本低简单，成本低简单，成本低对应电极对应电极 BEC GSD电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜使用注意事项使用注意事项 (1)(1)从场效应管的结构上看，其源极和漏极是对称的，因此从场效应管的结构上看，其源极和漏极是对称的，因此源极和漏极可以互换。但有些场效应管在制造时已将衬底引线源极和漏极可以互换。但有些场效应管在制造时已将衬底引线与源极连在一起，这种场效应管的源极和漏极就不能互换了。与源极连在一起，这种场效应管的源极和漏极就不能互换了。(2)(2)场效应管各极间电压的极性应正确接入，结型场效应管的场效应管各极间电压的极性应正确接入
40、，结型场效应管的栅栅-源电压源电压UGS的极性不能接反。的极性不能接反。(3)(3)当当MOS管的衬底引线单独引出时，应将其接到电路中的管的衬底引线单独引出时，应将其接到电路中的电位最低点（对电位最低点（对N沟道沟道MOS管而言）或电位最高点（对管而言）或电位最高点（对P沟道沟道MOS管而言），以保证沟道与衬底间的管而言），以保证沟道与衬底间的PNPN结处于反向偏置，使结处于反向偏置，使衬底与沟道及各电极隔离。衬底与沟道及各电极隔离。(4)(4)MOS管的栅极是绝缘的，感应电荷不易泄放，而且绝缘管的栅极是绝缘的，感应电荷不易泄放，而且绝缘层很薄，极易击穿。所以栅极不能开路，存放时应将各电极短层
41、很薄，极易击穿。所以栅极不能开路，存放时应将各电极短路。焊接时，电烙铁必须可靠接地，或者断电利用烙铁余热焊路。焊接时，电烙铁必须可靠接地，或者断电利用烙铁余热焊接，并注意对交流电场的屏蔽。接，并注意对交流电场的屏蔽。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜15.9.215.9.2 场效应管放大电路场效应管放大电路场效应管放大电路场效应管放大电路 场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。于多级放大
42、电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管的发射极、集电极、基极。的发射极、集电极、基极。的发射极、集电极、基极。的发射极、集电极、基极。场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体管
43、的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。管的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。管的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。管的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电路一场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电路一场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电路一场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电路一样，包括静态分析和动态分析。样，包括静态分析和动态分析。样，包括静态分析和动态分析。样，包括静态分析和动态分析。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜1.1.1.1.自给偏压式偏置电路自给偏压式偏置电路自给
44、偏压式偏置电路自给偏压式偏置电路15.9.215.9.2 场效应管放大电路场效应管放大电路场效应管放大电路场效应管放大电路 栅源电压栅源电压栅源电压栅源电压U UGSGS是由场效应管自身的电流提供的，故是由场效应管自身的电流提供的，故是由场效应管自身的电流提供的，故是由场效应管自身的电流提供的，故称自给偏压。称自给偏压。称自给偏压。称自给偏压。U UGSGS =R=RS SI IS S =R=RS SI ID DT T+U UDDDD R RS SC CS SC C2 2C C1 1R RD DR RGG+-u ui iu uo oI IS S +-U UGSGST T为为为为N N沟道耗尽型
45、场效应管沟道耗尽型场效应管沟道耗尽型场效应管沟道耗尽型场效应管 增强型增强型增强型增强型MOSMOS管因管因管因管因U UGSGS=0=0时，时，时，时，I ID D 0 0，故不能采用自故不能采用自故不能采用自故不能采用自给偏压式电路。给偏压式电路。给偏压式电路。给偏压式电路。电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜静态分析可以用估算法或图解法静态分析可以用估算法或图解法静态分析可以用估算法或图解法静态分析可以用估算法或图解法(略略略略 )估算法：估算法：估算法：估算法：U UGSGS =R=RS SI ID D将已知的将已知的将已知的将已知的U UGS(off)GS(off)、I
46、 IDSSDSS代入上两式，解代入上两式，解代入上两式，解代入上两式，解出出出出U UGSGS、I ID D;由由由由 U UDSDS=U UDD DD IID D(R RD D+R RS S)解出解出解出解出U UDSDS列出静态时的关系式列出静态时的关系式列出静态时的关系式列出静态时的关系式 对增强型对增强型对增强型对增强型MOSMOS管构成的放大电路需用图解法来管构成的放大电路需用图解法来管构成的放大电路需用图解法来管构成的放大电路需用图解法来确定静态值。确定静态值。确定静态值。确定静态值。T T+U UDDDD R RS SC CS SC C2 2C C1 1R RD DR RGG+-
47、u ui iu uo oI IS S +-U UGSGS电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜2.2.分压式偏置电路分压式偏置电路分压式偏置电路分压式偏置电路(1)(1)静态分析静态分析静态分析静态分析估算法：估算法：估算法：估算法：将已知的将已知的将已知的将已知的U UGS(off)GS(off)、I IDSSDSS代入上两式，解出代入上两式，解出代入上两式，解出代入上两式，解出U UGSGS、I ID D;由由由由 U UDSDS=U UDD DD I ID D(R RD D+R RS S)解出解出解出解出U UDSDS列出静态时的关系式列出静态时的关系式列出静态时的关系式列出静态时的关系式流过流过流过流过 R RG G 的电流为零的电流为零的电流为零的电流为零+U UDDDD R RS SC CS SC C2 2C C1 1R RG1G1R RD DR RG2G2R RGG+R RL Lu ui iu uo o电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜（2 2 2 2）动）动）动）动态分析态分析电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜电子技术基础电子技术基础 主讲：刘童娜主讲：刘童娜作作 业业15.9.2