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1、关于场效应管放大器第一页，讲稿共五十页哦 3.1 3.1 结型场效应管（结型场效应管（JFET）一、一、一、一、JFET的结构和工作原理的结构和工作原理1.结构、符号gsd(b)图31P+sgdNNP+(a)源极漏极栅极第二页，讲稿共五十页哦图32箭头表示PN结方向（PN）N+sgdPPN+(a)源极漏极栅极gsd(b)第三页，讲稿共五十页哦2.工作原理（以N沟道管为例）令vDS=0，看耗尽层的变化即沟道的宽窄在g和s（PN结）间加一反偏vGG，即vGS为负值。|vGS|，耗尽层均匀增加，沟道均匀变窄，见图33。vGSP+sgdNNP+图33第四页，讲稿共五十页哦|vGS|，vGS=VP。沟道
2、被夹断。见图34。VP：夹断电压图34耗尽层vGSP+sgdNP+vDSg耗尽层iD0即使加vDS，iD亦为0。第五页，讲稿共五十页哦 令vGS=0，看iD和vDS的关系P+sgdNP+g耗尽层iD=0图35(a)a.vDS=0，iD=0 见(a)图第六页，讲稿共五十页哦b.vDS，沟道电场强 度（以这为主）iD 但从源极到漏极，产生一个沿沟道的电位梯度，使加在PN结上的反偏由靠近源极的o到vDS。因此靠漏极 耗尽层宽，靠源极耗尽层窄，沟道成楔形。见(b)图。P+sgdNP+g耗尽层iD迅速增大VDS图35(b)第七页，讲稿共五十页哦c.vDS，两边耗尽层在A点相遇，称为预夹断，此时g点和A点
3、间电压为VP。即 vGS vDS=VP见(c)图。（此后G与沟道中哪点电位差为VP。即某点PN结所加反偏为|VP|，哪点被夹断）P+sgdNP+g耗尽层iD趋于饱和VDS耗尽层A图35(c)第八页，讲稿共五十页哦d.vDS，iD不变夹断长度（vDS不能控制iD）P+sgdNP+g耗尽层iD饱和VDS耗尽层A图35(d)第九页，讲稿共五十页哦 要使iD减少，须加负的vGS。vGS 越负，iD越小。体现了vGS对iD的控制作用。（vGS 产生的电场变化控制iD，称为场效应管）P+sgdNP+g耗尽层iD饱和VDS耗尽层AvGS第十页，讲稿共五十页哦3.JFET的特性曲线及参数 输出特性I区：可变电
4、阻区。vGS越负，漏源间等效交流电阻越大。II区：饱和区（恒流区，线性放大区）III区：击穿区。vDS太大，加到G、D间PN结反偏太大，致使PN结雪崩击穿，管子不能正常工作，甚至烧毁。图360 4 81012 16 200.20.40.60.8预夹断ABCIIIIIIvDS(V)iD(mA)0.40.8vDS10(V)第十一页，讲稿共五十页哦 转移特性a.讨论输入特性无意义b.转移特性是在输出特性上描点而得。图37ABCVPvDS10(V)(a)0 4 81012 16 200.20.40.60.8预夹断ABCIIIIIIvDS(V)iD(mA)0.40.8vDS10(V)(b)vGS=0iD
5、(mA)0.8 0.41.200.20.40.60.8vGS(V)IDSS第十二页，讲稿共五十页哦c.在饱和区内，VP vGS 0时，iD和vGS的关系是：IDSS：饱和漏电流第十三页，讲稿共五十页哦4.主要参数 夹断电压VPvGS=0时，即预夹断点处 vDS=VP测试时，令vDS=10V。iD=50A。此时的vGS=VP 饱和漏电流 IDSSvGS=0时，vDS=10V时的iD。第十四页，讲稿共五十页哦 跨导gm是衡量vGS对iD控制作用的参数，也是表征管子放大能力的参数，其值约在0.1ms10ms内。转移特性曲线工作点上之斜率。估算 gm：vGS为Q点的直流值第十五页，讲稿共五十页哦 输出
6、电阻 rd其值很大，几十几百K。第十六页，讲稿共五十页哦 3.2 3.2 绝缘栅场效应管（绝缘栅场效应管（MOSFETMOSFET）JFET输入电阻约106 109。而绝缘栅FET输入电阻可高达1015。一、一、一、一、N N沟道增强型绝缘栅场效应管沟道增强型绝缘栅场效应管沟道增强型绝缘栅场效应管沟道增强型绝缘栅场效应管1.结构符号第十七页，讲稿共五十页哦sgd衬底引线源极栅极漏极二氧化硅铝N+N+P型硅衬底(a)dgs衬底(b)g和s、d 均无电的接触，叫绝缘栅；箭头方向由P（衬底）指向N（沟道）；虚线表明vGS=0，沟道不存在。图38第十八页，讲稿共五十页哦2.工作原理sgd二氧化硅铝N+
7、N+P图39(a)VDD vGS=0，即使加vDS，无沟道，iD=0，VDSds衬底总有一个PN结反偏；此时若s与衬底连，则D与衬底间PN结亦是反偏。见图(a)第十九页，讲稿共五十页哦vGS0，排斥空穴，吸引电子到半导体表面vGS到vGSVT，半导体表面形成N导电沟道，将源区和漏区连起来。VT：开启电压sgdN+N+PVDDVGGN型(感生)沟道图39(b)见图(b)第二十页，讲稿共五十页哦sgdN+N+PVDDVGGN型(感生)沟道图 39(c)iD迅速增大加上VDSvGSVTvDS=0 iD=0 vDS iD 沟道成楔形（vGS vDS VT）见图(c)vDS 靠d端被夹断（vGS vDS
8、=VT）vDS 夹断区iD饱和（vGS vDS VT，沟道形成，加vDS，才有iD。输出特性也分三个区。0 4 8 12 16 201234IIIIIIvDS(V)iD(mA)5V4vGS=3V(a)vDS=10V0 2 4 61234vGS(V)iD(mA)(b)第二十四页，讲稿共五十页哦归纳：归纳：vGSVT，在半导体表面形成感生沟道，并控制它。vGS 沟道 iDvGS 沟道 iD 这就是vGS对iD的控制第二十五页，讲稿共五十页哦二、耗尽型绝缘栅场效应管的特点（二、耗尽型绝缘栅场效应管的特点（N N沟道）沟道）1.结构符号gds衬底(b)+sgd衬底引线N+N+N型沟道P(a)图311在
9、绝缘层sio2里掺杂大量正离子第二十六页，讲稿共五十页哦2.工作原理vGS沟道 iD0存在 有vDS就有iD0变宽 Rd，忽略rd的影响。gsd+图317第三十八页，讲稿共五十页哦2.场效应管放大电路分析共源电路图 318Cb1C+RgdsT3DJ2Rg2+VCCCb2+Rg3Rg1Rd(a)gsdRd+Rg2Rg1Rg3(b)第三十九页，讲稿共五十页哦 微变等效电路如(b)图Ri=Rg3+Rg1/Rg2Ro=Rd第四十页，讲稿共五十页哦例例31 求下图的C1+RRg+VDDC2+RdRL第四十一页，讲稿共五十页哦解：解：(1)画简化微变等效电路 gdRd+Rg+RLRs第四十二页，讲稿共五十
10、页哦(2)Ri=RgRo=Rd第四十三页，讲稿共五十页哦例例32 求共漏极电路的+VDDC1+RRgC2+RL第四十四页，讲稿共五十页哦(1)微变等效电路 gd+Rg+RLRsRi=Rg第四十五页，讲稿共五十页哦 gd+Rg+sRs第四十六页，讲稿共五十页哦例例33 源极输出器电路如图所示。已知场效应管工作点上的互导gm=0.9mS，其它参数如图中所示。求放大倍数 、输入电阻Ri和输出电阻Ro。Cb1+RRg2+VDDCb2+300kRg3Rg1100k12k2M150.02+12V第四十七页，讲稿共五十页哦解：解：第四十八页，讲稿共五十页哦例例34 一场效应管和双极型晶体管直接耦合的放大电路如图，已知T1的gm=1mS，T2的=50，rbe=1k。信号源电压 =10mV，求输出电压 ，输入电阻Ri和输出电阻Ro。+VDDCb1+RRgCb2+5M1kRc5kT1T220kRdRs1k第四十九页，讲稿共五十页哦感感谢谢大大家家观观看看第五十页，讲稿共五十页哦