第三章基本放大电路及其分析方法PPT课件

1、第三章第三章 基本放大电路及其分析方法基本放大电路及其分析方法第七节第七节 场效应管场效应管(FET)(FET)及其放大电路及其放大电路 一、结型场效应管一、结型场效应管 二、绝缘栅场效应管二、绝缘栅场效应管 三、场效应管的主要参数与使用注意事项三、场效应管的主要参数与使用注意事项 四、各种场效应管特性的比较四、各种场效应管特性的比较 五、场效应管放大电路五、场效应管放大电路 模拟电子技术基础 第七节第七节 场效应管场效应管(FET)(FET)及其放大电路及其放大电路概述：概述：场效应管是利用输入电压产生的电场效应来控制场效应管是利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流的的半导体器件，故称电压

2、控制型器件（输出电流的的半导体器件，故称电压控制型器件（ FET FET ）。）。 场效应管具有输入电阻高（场效应管具有输入电阻高（10107 710101313以上）、噪声以上）、噪声低、抗辐射能力强、热稳定性好、功耗小、体积小、制造简低、抗辐射能力强、热稳定性好、功耗小、体积小、制造简单、便于集成等优点，因而得到了迅速的发展，特别适于大单、便于集成等优点，因而得到了迅速的发展，特别适于大规模集成电路。规模集成电路。 一、结型场效应管一、结型场效应管 1结构和符号结构和符号也有三个电极：漏极也有三个电极：漏极D D、栅极、栅极G G和源极和源极S S。 因为是对称结构，所以漏极因为是对称结构

3、，所以漏极D D和源极和源极S S可以对调使用。可以对调使用。 符号中的箭头方向可以区分是符号中的箭头方向可以区分是N N沟道还是沟道还是P P沟道。沟道。 图图3-32 3-32 结型场效应管结型场效应管（a a）内部结构）内部结构 （b b）符号）符号 （c c）实物图）实物图2工作原理工作原理一、结型场效应管一、结型场效应管 以以N N沟道结型场效应管为例：沟道结型场效应管为例： 当输入电压当输入电压U UGSGS改变时，改变时，PNPN结的反向电压随之改变，两个结的反向电压随之改变，两个PNPN结的耗尽层将改变，导致导电沟道的宽度改变，沟道的电阻大结的耗尽层将改变，导致导电沟道的宽度改

4、变，沟道的电阻大小随之改变，从而使电流小随之改变，从而使电流I ID D发生改变。即，发生改变。即，U UGSGS起着控制沟道电起着控制沟道电阻、从而控制漏极电流阻、从而控制漏极电流I ID D大小的作用。大小的作用。 图图3-33 3-33 结型场效应管工作原理结型场效应管工作原理（a a）U UGSGS=0 =0 （b b）U UGSGS0 0 （c c）沟道被夹断）沟道被夹断 一、结型场效应管一、结型场效应管 3特性曲线特性曲线转移特性转移特性 当当U UGSGS=0=0时，时，i iD D最大，称为饱和漏电流最大，称为饱和漏电流 I IDSSDSS ，随着，随着u uGSGS向负值方向

5、向负值方向逐渐变化，则管子沟道电阻加大，逐渐变化，则管子沟道电阻加大，i iD D逐渐减小，当逐渐减小，当u uGSGS到达夹断电压到达夹断电压U UP P时，时，i iD D=0 ,=0 ,管子截止。管子截止。 2)1 (PGSDSSDUuIi图图3-34 N3-34 N沟道结型场效应管特性曲线沟道结型场效应管特性曲线（a a）转移特性）转移特性 （b b）输出特性）输出特性一、结型场效应管一、结型场效应管 3特性曲线特性曲线输出特性输出特性 输出特性可分为三个区：输出特性可分为三个区： 可变电阻区可变电阻区 恒流区恒流区 夹断区夹断区二、绝缘栅场效应管二、绝缘栅场效应管 1符号和分类符号和

6、分类MOSMOS管除漏、源、栅三个电极外，还有一个衬底极管除漏、源、栅三个电极外，还有一个衬底极B B，其上箭头，其上箭头指向内为指向内为N N沟道，称为沟道，称为NMOSNMOS场效应管。箭头指向外为场效应管。箭头指向外为P P沟道，称沟道，称为为PMOSPMOS场应效管。场应效管。 绝缘栅型场效应管，输入电阻可高达绝缘栅型场效应管，输入电阻可高达 10101212以上。由于以上。由于它具有金属（它具有金属（M M）氧化物（氧化物（O O）半导体半导体(S(S）的结构，）的结构，故又称它为故又称它为MOSMOS管。管。二、绝缘栅场效应管二、绝缘栅场效应管 1符号和分类符号和分类增强型增强型M

7、OSMOS管：管： 0GSu时不存在导电沟道，源极时不存在导电沟道，源极S S至漏极至漏极D D用虚线。用虚线。 耗尽型耗尽型MOSMOS管：管： 0GSu时已存在导电沟道，源极时已存在导电沟道，源极S S至漏极至漏极D D用实线。用实线。 2结构和工作原理结构和工作原理二、绝缘栅场效应管二、绝缘栅场效应管 以以N N沟道增强型沟道增强型MOSMOS场效应场效应管为例，管为例，使用时，常将衬使用时，常将衬底极与源极相连。底极与源极相连。 2结构和工作原理结构和工作原理二、绝缘栅场效应管二、绝缘栅场效应管 耗尽型耗尽型MOSMOS场效应管与增强型场效应管与增强型MOSMOS场效应管的工作原理相似

8、场效应管的工作原理相似。由于耗尽型。由于耗尽型MOSMOS管在制造时已预置了导电沟道，故管在制造时已预置了导电沟道，故u uGSGS取负值取负值、正值和零均能正常工作。、正值和零均能正常工作。 二、绝缘栅场效应管二、绝缘栅场效应管 3特性曲线特性曲线(1) (1) 转移特性曲线转移特性曲线(2) (2) 输出特性曲线输出特性曲线图图3-38 N3-38 N沟道增强型沟道增强型MOSMOS场效应管特性曲线场效应管特性曲线三、场效应管的主要参数与使用注意事项三、场效应管的主要参数与使用注意事项1场效应管的主要参数场效应管的主要参数（1 1）夹断电压）夹断电压PU（2 2）开启电压）开启电压TU（3

9、 3）饱和漏电流）饱和漏电流 DSSI（4 4）直流输入电阻）直流输入电阻 GSR（5 5）漏极击穿电压）漏极击穿电压 DSBRU)(（6 6）最大耗散功率）最大耗散功率 DSMP（7 7）跨导）跨导 mg常数DSuGSDmuig2场效应管使用注意事项场效应管使用注意事项三、场效应管的主要参数与使用注意事项三、场效应管的主要参数与使用注意事项（1 1）JFETJFET的栅源电压必须反偏。但它的漏极与源极可互的栅源电压必须反偏。但它的漏极与源极可互换使用。换使用。 （2 2）MOSMOS管的输入电阻很高，应防止静电击穿。应用时管的输入电阻很高，应防止静电击穿。应用时不得让栅极不得让栅极“悬空悬空

10、”，贮存时应将场效应管的三个电极短，贮存时应将场效应管的三个电极短路，焊接时电烙铁外壳应接地，或断开电烙铁电源利用其路，焊接时电烙铁外壳应接地，或断开电烙铁电源利用其余热进行焊接，防止电烙铁的微小漏电损坏场效应管。余热进行焊接，防止电烙铁的微小漏电损坏场效应管。 （3 3）MOSMOS管中，有的产品将衬底引出（四脚）、用户可管中，有的产品将衬底引出（四脚）、用户可根据电路需要正确连接，此时源极和漏极可以互换使用。根据电路需要正确连接，此时源极和漏极可以互换使用。但有些产品出厂时，已将衬底与源极连在一起，此时源极但有些产品出厂时，已将衬底与源极连在一起，此时源极和漏极不可以互换使用。和漏极不可以

11、互换使用。 四、各种场效应管特性的比较四、各种场效应管特性的比较 五、场效应管放大电路五、场效应管放大电路 1场效应管放大电路的直流偏置场效应管放大电路的直流偏置（1 1）自给栅偏压偏置）自给栅偏压偏置0GUSDQSDQSGGSQRIRIUUU0求静态工作点：求静态工作点： 2)1 (PQGSDSSQDUUIISDQGSQRIU)(SDDQDDDSQRRIUU自偏压方式不能用于由增强型自偏压方式不能用于由增强型MOSMOS管组成的放大电路。管组成的放大电路。 场效应管放大电路也有共源、共漏和共栅三场效应管放大电路也有共源、共漏和共栅三种基本组态。下面以共源极放大电路为例。种基本组态。下面以共源

12、极放大电路为例。（2 2）分压式稳定偏置）分压式稳定偏置五、场效应管放大电路五、场效应管放大电路 1场效应管放大电路的直流偏置场效应管放大电路的直流偏置（2 2）分压式稳定偏置）分压式稳定偏置五、场效应管放大电路五、场效应管放大电路 1场效应管放大电路的直流偏置场效应管放大电路的直流偏置求静态工作点：求静态工作点： DDGGGGURRRU122SGSQGQDRUUI2)1 (PQGSDSSQDUUII)(SDDQDDDSQRRIUU可以解出：可以解出： GSQUQDIDSQU2共源场效应管放大电路动态分析共源场效应管放大电路动态分析五、场效应管放大电路五、场效应管放大电路 （1 1）场效应管的微变等效）场效应管的微变等效gsmUgId（2 2）场效应管放大电路的微变等效）场效应管放大电路的微变等效2共源场效应管放大电路动态分析共源场效应管放大电路动态分析五、场效应管放大电路五、场效应管放大电路 （3