第33讲场效应管工作原理及应用

1、授课时间年月日星期第节授课班级应到人数实到人数教学反思教学组织教学过程修改意见授课时间年月日星期第节授课班级应到人数实到人数教学反思教学组织教学过程修改意见授课时间年月日星期第节授课班级应到人数实到人数教学反思教学组织教学过程修改意见授课时间年月日星期第节授课班级应到人数实到人数教学反思教学组织教学过程修改意见授课时间年月日星期第节授课班级应到人数实到人数教学反思教学组织教学过程修改意见电 子 教 案 模 板课题第33讲场效应管工作原理及应用课型新授课教学目标知识目标能力目标情感目标1认识场效应管掌握其结构2、理解场效应管的工作原理；3、掌握MOS管的应用4、掌握开关电容电路的工作原理。1能够

2、识别场效应管，并理 解其工作原理。2、了解对MOS管的应用。3、能够对开关电容电路进行 工作分析。1锻炼学生理论联系实际的 能力。2、提高学生学习能动性。3、增强学生学习兴趣。4、增强学生思维逻辑能力。重点1 MOS管的应用2、开关电容电路的工作原理难点1 MOS管的应用原理2、开关电容电路的工作原理学情分析冋学们已经学习过三极管及其应用电路了，并认识到三极管是一个电流控制电流的一种兀器 件。半导体器件除了二极管与三极管之外还有许多的元件。场效应管同样也可以完成放大功能。以三极管为基础来对比学习场效应管。教法分析利用教授法，练习法，直观法，实验法引导学生独立思考自主学习。教学思路1通过复习三极

3、管的作用，结构，引出场效应管，并利用教授法讲解其特性。2、利用图示画出场效应管的内部结构认识不同种类的场效应管，并讲授其工作原理及特性。3、讲授场效应管的应用于，注意场效应管的三种组态，与三极管对比学习记忆。4、初步认识了解场效应管的基本放大电路。5、了解场效应管的其他应用，掌握开关电容电路的工作原理。教学资源 准备课本，教案，PPT，形考册，教学设计组织教学(课前5分钟)准备好本结课所使用的教案，课本，多媒体课件；理清讲课思路。要求学生上交手机。环节一、导入新课冋学们已经学习过三极管及其应用电路了，并认识到三极管是一个电流控制电流的一种兀器件。半导体器件 除了二极管与三极管之外还有许多的元件

4、，今天我们来学习一种半导体器件，与三极管的作用很相近，它是 一种电压控制电流的器件 -场效应管。他同样也可以完成放大功能。教师活动学生活动设计意图1、提出问题要求学 生回答。2、通过复习知识引 出复习课本知识，回 答问题；通过教师 德引导打下学习新知识的基础。复习上节课内容，引出本结课所学内容，过度自然， 承上启下。环节二、新授内容知识点一：场效应管的概述1、定义:场效应晶体管是利用电场效应来控电流的一种半导体制器件，即是电压控制元件。2、特性:它的输出电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的输入电阻高， 且温度稳定性好。3、分类1)、按结构不同场效应管有两种：丁结型场效

5、应管(Junction FET )绝缘栅型场效应管(AIOSFET)2)、按工作状态可分为: 增强型和耗尽型两类 每类又有N沟道和P沟道之分 4、三个电极分别为: 漏极D-相当于双极型三极管的集电极;栅极G-相当于双极型三极管的基极;源极S-相当于双极型三极管的发射极;教师活动学生活动1、讲授场效应管的特性，与三极管作对1、认真记录笔记比进行学习。仔细听讲。2、讲授什么是增强2、通过教师的讲型，什么是耗尽型，解及图片，PPT的什么是N沟道，什么展示认识各种场是P沟道。效应管。3、利用实物及图片3、通过实物及图带领学生认识各种片掌握各电极名场效应管认识各个O 称电极。象直观。设计意图讲练结合，寓

6、教于乐于一体，使学生掌握起来更加形知识点二：绝缘栅型场效应管的工作原理及特性 1.增强型绝绝缘栅型场效应管的工作原理及特性缘栅场效应管 (1) N沟道增强型管的结构栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的，称绝缘栅型场效应管。(Source)馆)源极S栅极G漏极D-氧化物-半导体场效应由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，故又称金属管，简称 MOS场效应管。(Metal Oxide Semiconducter FET)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101 - 0(2) N沟道增强型管的工作原理由结构图可见，M型漏区和M型源区之间被P型衬底隔开，漏极和源极之间是两

7、个背靠背的PN 结。当栅源电压UGs = 0时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一个PN结是反向偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零。尹打打护打/打re p型硅衬底当UGs 0时，P型衬底中的电子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;型导电沟道当UGs UGs(th)时，将出现N型导电沟道，将D-S连接起来。UGs愈高，导电沟道愈宽。在漏极电源的作用下将产生漏极电流Id,管子导通。当UGs - UGs(th)后，场效应管才形成导电沟道，开始导通，若漏-源之间加上一定的电压UDS,则有漏极电流Id产生。在一定的UDs下漏极电流Id的大小与栅源电压UGs有关。所以，

8、场效应管是 一种电压控制电流的器件。(在一定的漏 -源电压Uds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 UGS(th)。)m/mA t/DS=10Vf 7D/mA特性曲线无导电；有导电沟道 广 洵道無移特性曲线截止区厂漏极特性曲线(4) P沟道增强型T 6口电压才形成 F P疸审电沟道可变电阻区结构答Qz绝缘戻屮掺有正离子增强型场效应管只有当UgS UGS(th)时才形成导电沟道。2耗尽型绝缘栅场效应管如果MOS管在制造时导电沟道就已形成，称为耗尽型场效应管 (1 ) N沟道耗尽型管予埋了理塑 导电沟道由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在Ugs= 0时，若漏-源之间加上一定

9、的电压Uds,也会有漏极电流I D产生。这时的漏极电流用IDSS表示，称为饱和漏极电流。当Ugs 0时，使导电沟道变宽，Id增大；当Ugs 0时，使导电沟道变窄，Id减小；Ugs负值愈高，沟道愈窄，Id就愈小。当Ugs达到一定负值时，N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Ugs称为夹断电压，用UGS(off)表示。(2)耗尽型N沟道MOS管的特性曲线耗尽型的MOS管Ugs= 0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。ZD/mA ZD/mA转移特性曲线|漏板特牲曲线(3) P沟道耗尽型管结构s绝缘层中 掺有负离子增强型DDG G n宀SSN沟道 P沟道Ga

10、 S之间加一定电压才形成导电沟道DD!_1GGnH耗尽型N沟道P沟道教师活动学生活动设计意图利用多媒体PPT及图 片掌握重点，突破难 点，教师做好引导工 作，引导学生学会自 学，会独立思考。通过教师的引导 及阅读课本，先进 行思考，然后记好 笔记，认真学习。发挥学生的主体地位，教师做好主导工作，锻炼学生 独立思考，自学成才的能力。知识点三：场效应管的主要参数衽制造时就具有 原始导电沟道(1)开启电压LGs(th):是增强型MOSt的参数夹断电压UGs（off）:饱和漏电流 I DSS的控制能力U DS是结型和耗尽型 .MOS管的参数低频跨导gm：表示栅源电压对漏极电流教师活动学生活动设计意图大

11、概提一下场效应 管的性能参数及好 坏识别，作为课外知 识进行讲解即可。对其性能参数做大概了解即可。增长知识，知道如何判别场效应管的优劣。知识点四：场效应管与晶体管的比较 IdgmDU GS极限参数：最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。双极型三极管单极型场效应管载流子电子和空穴两种载电子或空穴中一种流子同时参与导电载流子参与导电控制方式电流控制电压控制类型:NPNUPNPN沟道和P沟道放大参数Q 二 20 200=1 5mA/V输入电阻102 104 G 较低10较高输出电阻尸“很高S很高热稳定性差jr 1_IL*制造工艺较复杂简单.成本低对应电极BILCG SD教师活动学生活动设计意图利用对比法

12、及归纳总结法对比三极管与场效应管使学生通过表格的对比， 对两种兀件做出 大概的比较，更好利用对比法，归纳总结法，通过表格的形式将内容展 示出来，更加形象直观，一目了然。了解其性能优劣及的掌握其用途。主要用途。知识点五：场效应管的基本放大电路及应用1、场效应管基本分析概念场效应管具有三种基本放大电路，电流源电路，电流镜电路以及差分电路等连接方式2、场效应放大电路的三种组态共源极、共漏极、共栅极三种组态电路 3、其他应用 并联型SC等效电阻电路7 Z 6i I教师活动学生活动设计意图画出并联型SC等效跟着教师一边讲,电阻电路，教授其工一边作图，并掌握讲授与练习于一体，任课教师可以发现学生学习中的作

13、原理，要求学生必其工作原理。背不足。充分调动学生学习的积极性，参与课堂。须掌握。过。环节三、巩固练习练习一:画出并联型SC等效电阻电路，并说明其工作原理教师活动学生活动设计意图布置练习题，进行讲独立思考归纳总解，归纳总结结记笔记巩固练习知识，让全体学生都掌握基本知识点练习二:画出各种场效应管的结构图及电路图教师活动学生活动设计意图布置练习题，进行讲 解，归纳总结独立思考归纳总结记笔记巩固练习知识，让全体学生都掌握基本知识点环节四、归纳小结本结课，重点掌握场效应管的结构，工作原理并联型SC等效电阻电路的工作原理教师活动学生活动设计意图提问，让学生说说本 节课的学习内容，教 师最后再归纳总结。思考总结学习内容，回答问题让学生多参与课堂，锻炼学生的语言组织能力，和合作精神。环节六、布置作业必做题：画出并联型SC等效电阻电路，并说明其工作原理设计意图巩固练习知识，让全体学生都掌握基本知识点，让学生会独立分析计算。板书设计第33讲场效应管工作原理及应用一、场效应管概述二、绝缘栅型场效应管的工作原理及特