PPT《Fundamental of Electronic Technology》

Fundamental of Electronic Technology CTGU 5.

3 结型场效应管(JFET) 5.1 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管 5.2 MOSFET放大电路 5.5 各种放大器件电路性能比较 *5.4 砷化镓金属-半导体场效应管 掌握场效应管的直流偏置电路及分析;

场效应管放大器的微变等效电路分析法. 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) 场效应管分类: 5.1 金属-氧化物-半导体 (MOS)场效应管 MOSFET简称MOS管,它有N沟道和P沟道之分,其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种. 耗尽型:当vGS=0时,存在导电沟道,iD?0.增强型:当vGS=0时,没有导电沟道,iD=0. 5.1.1 N沟道增强型MOSFET 1.结构 P N N G S D P型基底 两个N区SiO2绝缘层 导电沟道 金属铝 G S D N沟道增强型 N 沟道耗尽型 P N N G S D 予埋了导电沟道 G S D N P P G S D G S D P 沟道增强型 P 沟道耗尽型 N P P G S D G S D 予埋了导电沟道 2.工作原理 JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制,来改变导电沟道的宽窄,从而控制漏极电流的大小.而MOSFET则是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小. 2.工作原理 (以N 沟道增强型为例) P N N G S D VDS VGS VGS=0时D-S 间相当于两个反接的PN结ID=0 对应截止区 P N N G S D VDS VGS VGS>0时VGS足够大时(VGS>VT)感应出足够多电子,这里出现以电子导电为主的N型导电沟道. 感应出电子 VT称为开启电压 VGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,VGS越大此电阻越小. P N N G S D VDS VGS P N N G S D VDS VGS 当VDS不太大时,导电沟道在两个N区间是均匀的. 当VDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄. P N N G S D VDS VGS 夹断后,即使VDS 继续增加,ID仍呈恒流特性. ID VDS增加,VGD=VT 时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断. 3.特性曲线(增强型N沟道MOS管) 输出特性曲线 3.特性曲线(增强型N沟道MOS管) 可变电阻区 击穿区 ID U DS

0 UGS=5V 4V -3V 3V -5V 线性放大区 转移特性曲线 3.特性曲线(增强型N沟道MOS管)

0 ID UGS VT 在恒流区(线性放大区,即VGS>VT时有: ID0是vGS=2VT时的iD值. 4.参数 P210表5.1.1列出了MOSFET的主要参数. 5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET 耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道,加反向电压才能夹断. 转移特性曲线

0 ID UGS VT 输出特性曲线 ID U DS

0 UGS=0 UGS0 5.2 MOSFET放大电路 ? 直流偏置电路 ? 静态工作点 ? FET小信号模型 ? 动态指标分析 ? 三种基本放大电路的性能比较 5.2.1 FET的直流偏置及静态分析 5.2.2 FET放大电路的小信号模型分析法 1. 直流偏置电路 5.2.1 FET的直流偏置电路及静态分析 (1)自偏压电路 (2)分压式自偏压电路 vGS vGS vGS vGS vGS VGS = - IDR 2. 静态工作点 Q点: VGS 、 ID 、 VDS vGS = VDS = 已知VP ,由VDD - ID (Rd + R ) - iDR 可解出Q点的VGS 、 ID 、 VDS 5.2.2 FET放大电路的小信号模型分析法 1. FET小信号模型 (1)低频模型 (2)高频模型 1. FET小信号模型 2. 动态指标分析 (1)共源电路及其小信号模型 2. 动态指标分析 中频小信号模型: 2. 动态指标分析 (2)中频电压增益 (3)输入电阻 (4)输出电阻 忽略 rD 由输入输出回路得 则 通常 则例5.2.2 共漏极放大电路如图示.试求中频电压增益、输入电阻和输出电阻. (2)中频电压增益 (3)输入电阻 得解: (1)中频小信号模型 由 例题 (4)输出电阻 所以 由图有 例题 3. 三种基本放大电路的性能比较 组态对应关系: CE BJT FET CS CC CD CB CG BJT FET 电压增益: CE: CC: CB: CS: CD: CG: 输出电阻: 3. 三种基本放大电路的性能比较 BJT FET 输入电阻: CE: CC: CB: CS: CD: CG: CE: CC: CB: CS: CD: CG: 5.3 结型场效应管 ? 结构 ? 工作原理 ? 输出特性 ? 转移特性 ? 主要参数 5.3.1 JFET的结构和工作原理 5.3.2 JFET的特性曲线及参数 源极,用S或s表示 N型导电沟道 漏极,用D或d表示 P型区 P型区 栅极,用G或g表示 栅极,用G或g表示 符号 符号 5.3.1 JFET的结构和工作原理 1. 结构 ??? 符号中的箭头方向表示什么? 2. 工作原理 ① VGS对沟道的控制作用 当VGS