电子技术课件

1、 电子技术电子技术n总学时：80课时（其中16学时为实验学时）n前导课程：数学、物理、电路n两大部分：模拟电子技术 数字电子技术n主要教学目的：使学生掌握基本的电子学知识，使得医务工作者在使用电子检测、治疗仪器仪表及科研活动中具备基本的电子学基础， 同时也能使医务人员与电子技术工程人员协作时有共同语言。模拟电子技术模拟电子技术 教材：教材：模拟电子技术实用教程模拟电子技术实用教程参考书参考书1.1.模拟电子技术基础模拟电子技术基础 ( (第三版第三版 ，童诗白，童诗白) )2.2.电子线路电子线路（线性部分）（线性部分）( (第四版第四版 ，谢嘉奎，谢嘉奎) )3.3.电子电路电子电路 ( (

2、第二版第二版 ，张凤言），张凤言） 4.4.模拟集成电子技术教程模拟集成电子技术教程 ( (邓汉馨邓汉馨) )5. 5. 高教出版高教出版 康华光康华光: :电子技术基础电子技术基础( (模拟部分模拟部分) )基本内容的处理原则：基本内容的处理原则： 电子器件电子器件管管掌握外特性掌握外特性 基本电路基本电路路路课程重点课程重点 应用电路应用电路用用广泛了解广泛了解原则：三者结合，管为路用，以路为主。原则：三者结合，管为路用，以路为主。 模拟电子技术的学习任务模拟电子技术的学习任务1. 1. 掌握常用电子元器件和组件的外特性、掌握常用电子元器件和组件的外特性、 基本应用。基本应用。 2. 2.

3、 掌握基本的模拟电子单元电路及其工作原理、分析掌握基本的模拟电子单元电路及其工作原理、分析方法、应用方法。方法、应用方法。 3. 3. 掌握模拟电子电路的掌握模拟电子电路的基本理论、基本分析方法、基本理论、基本分析方法、基本实践技能。基本实践技能。 4.4.了解简单电子系统的结构与应用，了解简单电子系统的结构与应用，具备一定的具备一定的EDAEDA能力能力 。一、什么是电信号一、什么是电信号 随信息做相应变化的电压或电流就是电信号。随信息做相应变化的电压或电流就是电信号。电信号是现代信息的主要载体，描述方式有多种。电信号是现代信息的主要载体，描述方式有多种。二、电信号分类二、电信号分类1. 确

4、定信号与随机信号确定信号与随机信号2. 周期信号与非周期信号周期信号与非周期信号3. 连续信号与离散信号连续信号与离散信号模拟电子技术研究模拟电路及其应用的技术模拟电子技术研究模拟电路及其应用的技术模拟电路模拟电路电子电路分类电子电路分类数字电路数字电路 传递、处理模拟传递、处理模拟 信号的电子电路信号的电子电路 传递、处理数字传递、处理数字信号的电子电路信号的电子电路模拟信号：模拟信号：时间上和幅度上都时间上和幅度上都连续连续变化的信号变化的信号数字信号：数字信号：时间上和幅度上都时间上和幅度上都断续断续变化的信号变化的信号电子系统电子系统 电子系统是由若干相关联的单元电子电路组成，电子系统

5、是由若干相关联的单元电子电路组成，用来实现信号的产生、传输或信号处理的电路整体。用来实现信号的产生、传输或信号处理的电路整体。 单芯片可以自成一系统。单芯片可以自成一系统。热电偶温度测量系统热电偶温度测量系统电子血压计电子血压计一、本征半导体一、本征半导体 纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。1.1.半导体半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。 大多数半导体器件所用的主要材料是大多数半导体器件所用的主要材料是硅（硅（SiSi）和锗（）和锗（GeGe）。原子结构原子结构晶体结构晶体结

6、构原子原子规则规则排列排列形成形成共价键共价键2.2.本征激发和两种载流子本征激发和两种载流子1 1）本征激发本征激发 共价键共价键T=0K T=0K 无载流子无载流子 束缚价电子束缚价电子 部分价电子部分价电子 自由电子自由电子光、热作用光、热作用 摆脱共价键摆脱共价键 获得足够能量获得足够能量 空位空位称空穴称空穴本征激发本征激发：指半导体在加热或光照作用下，：指半导体在加热或光照作用下，产生电子产生电子空穴对空穴对的现象。的现象。 2 2）载流子载流子 电场作用电场作用自由电子自由电子 定向运动定向运动 形成电子电流形成电子电流 电场作用电场作用空穴空穴 填补填补空空穴的价电子作定向运动

7、穴的价电子作定向运动 形成形成空空穴电流穴电流两种载流子：带负电荷的自由电子两种载流子：带负电荷的自由电子 电场电场 电子电流电子电流 极性相反极性相反 电流方向同电流方向同 带正电荷的带正电荷的空空穴穴 空穴电流空穴电流 运动方向相反运动方向相反二、杂质半导体二、杂质半导体在本征半导体中掺入微量的杂质元素，成为杂质半导体。在本征半导体中掺入微量的杂质元素，成为杂质半导体。1.N1.N型半导体型半导体 在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入少量少量五价五价元素原子，称为元素原子，称为电子半导体或电子半导体或N N型半导体。型半导体。多数载流子：电子多数载流子：电子少数载流子：空穴少数载流子：空穴

8、 np2.P2.P型半导体型半导体 在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入少量少量三价三价元素原子，称为元素原子，称为空空穴半导体或穴半导体或P P型半导体。型半导体。多数载流子：多数载流子：空空穴穴少数载流子：电子少数载流子：电子 pn三、三、PNPN结结 将将P P型半导体与型半导体与N N型半导体制作在同一块硅片上，型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成在它们的交界面就形成PNPN结。结。1. PN1. PN结的形成结的形成漂移运动：漂移运动： 载流子在电场作用下的定向运动。载流子在电场作用下的定向运动。扩散运动：扩散运动： 由于浓度差引起的非平衡载流子的运动。由于浓度差引起的非

9、平衡载流子的运动。 多子扩散多子扩散 形成空间电荷区形成空间电荷区 建立内电场建立内电场 少子漂移少子漂移 方向相反方向相反动态平衡动态平衡I j = 02. PN2. PN结的单向导电性结的单向导电性1 1）PNPN结外加结外加正向正向电压时电压时处于处于导通导通状态状态 外电场与内电场外电场与内电场的方向相反，空间电的方向相反，空间电荷区变窄，内电场被荷区变窄，内电场被削弱，多子扩散得到削弱，多子扩散得到加强，少子漂移将被加强，少子漂移将被削弱，扩散电流大大削弱，扩散电流大大超过漂移电流，最后超过漂移电流，最后形成较大的正向电流。形成较大的正向电流。 2 2）PNPN结外加结外加反向反向电

10、压时电压时处于处于截止截止状态状态外电场与内电场方向一致，外电场与内电场方向一致，空间电荷区变宽内电场增强，空间电荷区变宽内电场增强，不利于多子的扩散，有利于不利于多子的扩散，有利于少子的漂移。在电路中形成少子的漂移。在电路中形成了基于少子漂移的反向电流。了基于少子漂移的反向电流。由于少子数量很少，因此反由于少子数量很少，因此反向电流很小。向电流很小。 nPN结具有单向导电性： 正偏时，正向电阻较小，能形成较大的正向电流 反偏时，反向电阻很大，反向电流很小。反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增加，PN结发生反向击穿现象。1.1.本征半导体内部载流子是自由电子和空穴。本征半导体内部载流子是自由

11、电子和空穴。2.2.本征半导体中掺入其他元素构成杂质半导体。本征半导体中掺入其他元素构成杂质半导体。N N型半导体中多子是自由电子，少子是空穴。型半导体中多子是自由电子，少子是空穴。P P型半导体中多子是空穴，少子是自由电子型半导体中多子是空穴，少子是自由电子。多子浓度取决于掺入杂质浓度，少子浓度决定于温度。多子浓度取决于掺入杂质浓度，少子浓度决定于温度。3.3.杂质半导体导电能力远远大于本征半导体。杂质半导体导电能力远远大于本征半导体。4. PN4. PN结具有单向导电性，正向偏置时导通，正向电阻较结具有单向导电性，正向偏置时导通，正向电阻较 小，能形成较大的正向电流；正向偏置时截止，反向小

12、，能形成较大的正向电流；正向偏置时截止，反向 电阻很大，反向电流很小。电阻很大，反向电流很小。知识回顾知识回顾一一. .二极管的构成及类型二极管的构成及类型1.1.构成构成PNPN结结+ +管壳管壳+ +引线引线半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管2.2.类型类型负极引线负极引线 面接触型面接触型N型锗型锗PN 结结 正极引线正极引线铝合金铝合金小球小球底座底座金锑金锑合金合金点接触型点接触型正极正极引线引线触丝触丝N 型锗片型锗片外壳外壳负极负极引线引线正极正极引线引线负极负极引线引线集成电路中平面型集成电路中平面型PNP 型支持衬底型支持衬底阳极A阴极K二极管符号二极管符号二二

13、.二极管的伏安特性二极管的伏安特性OuD /ViD /mA正向特性正向特性 Uth死区死区电压电压iD = 0Uth = 0.5 V 0.1 V( (硅管硅管) )( (锗管锗管) )U UthiD 急剧上升急剧上升0 U Uth 正向压降正向压降硅管硅管 (0.6 0.8) V(0.1 0.3) V 锗管锗管 反向特性反向特性ISU (BR)反向击穿反向击穿U(BR) U 0 iD = IS 0.1 A( (硅硅) ) 几十几十 A ( (锗锗) )U V VR R时时 二极管导通，二极管导通，v vo o=v=vi i。Vi VR时时 二极管截止，二极管截止， v vo o=V VR R。

14、 恒压降模型恒压降模型：正偏电压正偏电压 UD(on) 时导通，等效为恒压源时导通，等效为恒压源 UD(on)；否则截止，相当于二极管支路断开。否则截止，相当于二极管支路断开。稳压二极管稳压二极管一、符号和特性一、符号和特性符号符号工作条件：工作条件：反向击穿反向击穿iZ /mAuZ/VO UZ IZmin IZmax UZ IZ IZ特性特性二、主要参数二、主要参数1. 稳定电压稳定电压 UZ 流过规定电流时稳压管流过规定电流时稳压管 两端的反向电压值。两端的反向电压值。2. 稳定电流稳定电流 IZ 越大稳压效果越好，越大稳压效果越好， 小于小于 Imin 时不稳压。时不稳压。3. 最大工作

15、电流最大工作电流 IZM 最大耗散功率最大耗散功率 PZMP ZM = UZ IZM4. 动态电阻动态电阻 rZrZ = UZ / IZ 越小稳压效果越好。越小稳压效果越好。几几 几十几十 分析简单稳压电路的工作原理，分析简单稳压电路的工作原理，R 为限流电阻。为限流电阻。IR = IZ + ILUO= UI IR R当当 UI 波动时波动时( (RL不变不变) ) ORZOL UIIUR IU OU ZI RI OU反之亦然反之亦然当当 RL 变化时变化时( (UI 不变不变) )反之亦然反之亦然UIUORRLILIRIZ发光二极管与光敏二极管发光二极管与光敏二极管 发光二极管发光二极管 L

16、ED ( (Light Emitting Diode) ) 符号和特性符号和特性工作条件：工作条件：正向偏置正向偏置一般工作电流几十一般工作电流几十 mA， 导通电压导通电压 (1 2) V发光类型：发光类型： 可见光：可见光： 红、黄、绿红、黄、绿显示类型：显示类型： 普通普通 LED ，不可见光：不可见光：红外光红外光，点阵，点阵 LED符号符号七段七段 LED1. 将电信号转化为光信号，进行信号传输将电信号转化为光信号，进行信号传输2. 做显示器件做显示器件光敏二极管光敏二极管 符号和特性符号和特性符号符号特性：反向电流随光照强度增加而上升特性：反向电流随光照强度增加而上升uiO暗电流暗

17、电流E = 200 lxE = 400 lx工作条件：工作条件：反向偏置反向偏置将光信号转化为电信号将光信号转化为电信号 1、结构、符号和分类、结构、符号和分类NN+P发射极发射极 E基极基极 B集电极集电极 C发射结发射结集电结集电结 基区基区 发射区发射区 集电区集电区emitterbasecollectorNPN 型型PP+NEBCPNP 型型分类：分类：按材料分：按材料分： 硅管、锗管硅管、锗管按结构分：按结构分： NPN、 PNP按使用频率分：按使用频率分： 低频管、高频管低频管、高频管按功率分：按功率分：小功率管小功率管 1 WECBECB半导体三极管半导体三极管2 2、晶体三极管

18、的工作原理（起放大作用的器件）、晶体三极管的工作原理（起放大作用的器件） 半导体三极管 发射区的掺杂浓度最高；发射区的掺杂浓度最高； 集电区掺杂浓度低于发射集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；区，且面积大； 基区很薄，一般在几个微米基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓至几十个微米，且掺杂浓度最低。度最低。管芯结构剖面图管芯结构剖面图2.1 结构特点：结构特点：2.1 双极型三极管2.2 2.2 电流放大原理电流放大原理（1 1）电流放大的原因）电流放大的原因 三极管的放大作用在一定的外部条件控制下，通过三极管的放大作用在一定的外部条件控制下，通过载流子传载流子传输输体现出来体现出来

19、内部条件：内部条件：内部结构上的特点内部结构上的特点 外部条件：外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置发射结正向偏置，集电结反向偏置发射区：发射载流子发射区：发射载流子集电区：收集载流子集电区：收集载流子基基 区：传送和控制载流子区：传送和控制载流子 （以（以NPN为例）为例） n在在发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏条件下，发射区条件下，发射区注入到基区的载流子注入到基区的载流子大部分被集电区大部分被集电区收集，收集，形成集电极电流形成集电极电流Ic，一小部分在基区复合一小部分在基区复合，形成基极电流形成基极电流Ib。n三极管可看成一个三极管可看成一个电流分配器电流分配器，将发射

20、极电，将发射极电流按一定比例分配到集电极和基极。流按一定比例分配到集电极和基极。n将将基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律应用于应用于PNP或或NPN管可管可以得出：发射极电流以得出：发射极电流Ie等于集电极电流等于集电极电流Ic和和基极电流基极电流Ib之和，即：之和，即： Ie= Ic+ Ib。一般。一般近似认为近似认为Ie=Ic。1.1.半导体二极管由一个半导体二极管由一个PNPN结构成，因此也具有结构成，因此也具有单向导单向导 电性电性，在其伏安特性曲线上体现非常明显（伏安，在其伏安特性曲线上体现非常明显（伏安 特性曲线分为正向和反向两部分）特性曲线分为正向和反向两部分）。2.2.稳压管利用

21、的是二极管的稳压管利用的是二极管的反向击穿反向击穿特性，工作在反向特性，工作在反向 工作区，正常工作时需工作区，正常工作时需反向偏置反向偏置。3.3.晶体三极管由两个晶体三极管由两个PNPN结（发射结和集电结）组成，有结（发射结和集电结）组成，有 NPNNPN和和PNPPNP两种类型。三极管有基极（两种类型。三极管有基极（b),b),发射极（发射极（e)e)和和 集电极（集电极（c c）三个电极）三个电极. .知识回顾知识回顾4. 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律应用于三极管，有：应用于三极管，有：Ie= Ic+ Ib双极型半导体三极管的电流关系 (1)(1)三种组态三种组态 双极型三极管有三

22、个电极，其中两个可以作为输入双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入, 两个可两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态。种组态。 共集电极接法共集电极接法 共基极接法共基极接法共发射极接法共发射极接法（2）. 共射放大电路电流关系共射放大电路电流关系1) ) 发射区扩散到基区的多子发射区扩散到基区的多子电子电子为主产生为主产生发射极电流发射极电流 IE.I CNIEI BN2) 基极电流基极电流( (IB) )主要由发射主要由发射区扩散来的电子在基区与空区扩散来的电子在基区与空穴穴复合复合而产生而产生. .

23、I CBOIBIC3)集电极电流集电极电流( (IC) )主要由发主要由发射区注入基区的电子漂移到射区注入基区的电子漂移到集电区而产生集电区而产生. . 当管子一旦制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、当管子一旦制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等都是确定的，故电流的比例关系确定，集电结面积等都是确定的，故电流的比例关系确定，即：即：集电极电流集电极电流(IC)与与基极电流基极电流(Ib)的比值是确定的的比值是确定的. .bCII= =b b共发射极共发射极直流电流直流电流放大系数放大系数 实际电路中，三极管主要放大动态信号。输入回路加上动态信号实际电路中，三极管主要放大动态信号。输

24、入回路加上动态信号后，引起发射结电压的变化，从而使发射极电流和基极电流变化，集后，引起发射结电压的变化，从而使发射极电流和基极电流变化，集电极电流随之变化。电极电流随之变化。集电极电流集电极电流(IC)的变化量的变化量与与基极电流基极电流(Ib)的变化量比值称为的变化量比值称为共发射极共发射极交流电流交流电流放大系数。放大系数。b bb b = =BiiC双极型半导体三极管的特性曲线双极型半导体三极管的特性曲线 输入特性曲线输入特性曲线 iB=f ( uBE) vCE=const 输出特性曲线输出特性曲线 iC=f ( uCE) iB=const共发射极接法三极管的特性曲线：共发射极接法三极管

25、的特性曲线：三极管的特性曲线是指各电极间电压与各三极管的特性曲线是指各电极间电压与各极电流间的关极电流间的关系曲线，是内部载流子的外部体现，称为外部特性。系曲线，是内部载流子的外部体现，称为外部特性。共射输入特性共射输入特性输入输入回路回路输出输出回路回路常常数数= = =CE)(BEBuufi0CE= =u与二极管特性相似与二极管特性相似 RCVCCiBIERB+uBE +uCE VBBCEBiC+ + + iBRB+uBE VBB+ BEuBiO0CE= =uV 1CE u0CE uV 1CE u特性基本特性基本重合重合( (电流分配关系确定电流分配关系确定) )特性右移特性右移( (因集

26、电结开始吸引电子因集电结开始吸引电子) )VBB+ RB 共发射极接法的输出特性曲线如图所示，共发射极接法的输出特性曲线如图所示，它是以它是以iB为参变量的一族特性曲线。为参变量的一族特性曲线。 共射输出特性共射输出特性2.1 双极型三极管（2 2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置 0, 0CBii（3 3）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置 BECEBEBuuui, 0, 0BCiib（1 1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置 BCiib=放大电路中，三极管

27、工作于放大区，在脉冲与数字电路中，三极放大电路中，三极管工作于放大区，在脉冲与数字电路中，三极管工作于饱和区和截止区。管工作于饱和区和截止区。 临界饱和时：临界饱和时： uCE = uBE动画演示温度对特性曲线的影响温度对特性曲线的影响1. 温度升高，输入特性曲线温度升高，输入特性曲线向左移。向左移。温度每升高温度每升高 1 C，UBE (2 2.5) mV。温度每升高温度每升高 10 C，ICBO 约增大约增大 1 倍。倍。2. 温度升高，输出特性曲线温度升高，输出特性曲线向上移。向上移。BEuBiOT1T2 iCuCE T1iB = 0T2 iB = 0iB = 0温度每升高温度每升高 1

28、 C，b b (0.5 1)%。输出特性曲线间距增大。输出特性曲线间距增大。O晶体三极管的主要参数晶体三极管的主要参数A、电流放大系数、电流放大系数1. 共发射极电流放大系数共发射极电流放大系数iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321b b 直流电流放大系数直流电流放大系数BCCBOBCBOCBNCNIIIIIIII = = =b b b b 交流电流放大系数交流电流放大系数b bb b = =BiiC一般为几十一般为几十 几百几百2. 共基极电流放大系数共基极电流放大系数b bb bb bb b = = = = = = =11

29、BCCECIIIII 1 一般在一般在 0.98 以上。以上。 Q82A1030A1045. 263 = = 80108 . 0A1010A10)65. 145. 2(63= = = = = 988.018080= = = =B、极间反向饱和电流、极间反向饱和电流CB 极极间反向饱和电流间反向饱和电流 ICBO，CE 极极间反向饱和电流间反向饱和电流 ICEO。C、极限参数、极限参数1. ICM 集电极最大允许电流，超过时集电极最大允许电流，超过时 b b 值明显降低。值明显降低。U( (BR) )CBO 发射极开路时发射极开路时 C、B 极极间反向击穿电压。间反向击穿电压。2. PCM 集电

30、极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PC = iC uCE。3. U( (BR) )CEO 基极开路时基极开路时 C、E 极极间反向击穿电压。间反向击穿电压。U( (BR) )EBO 集电极极开路时集电极极开路时 E、B 极极间反向击穿电压。间反向击穿电压。U( (BR) )CBO U( (BR) )CEO U( (BR) )EBOiCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安安 全全 工工 作作 区区 从场效应管的结构来划分，它有两大类。从场效应管的结构来划分，它有两大类。 1. 结型场效应管结型场效应管JFET (Junction type Field Effect Transis

31、ter) 栅极与沟道之间形成一个栅极与沟道之间形成一个PN结结 (分为分为N沟道管和沟道管和P沟道管）沟道管）2. 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管IGFET ( Insulated Gate Field Effect Transister) IGFET也称金属氧化物半导体三极管也称金属氧化物半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）场效应管(Field-effect Transistor,FET)结型场效应管（以结型场效应管（以N沟道为例）沟道为例）1 1、结构、结构 两个两个PNPN结夹着一个结夹着一个N N型沟道。型沟道。 三个电极：三个电极

32、：g g栅极栅极 d d漏极漏极 s s源极源极-p+pd漏极源极s栅极gN2 2、符号、符号：-gsdN N沟道-gdsP P沟道沟道3 3、工作原理、工作原理 （1 1）栅源电压栅源电压U UGSGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用夹断电压夹断电压U UP P使导电沟道完全合拢（消失）使导电沟道完全合拢（消失） 所需的栅源电压所需的栅源电压u uGSGS。 在栅源间加在栅源间加负电压负电压u uGSGS ，（栅极与沟道间的（栅极与沟道间的PNPN结反偏）结反偏）注意：注意：FETFET中绝不会使中绝不会使PNPN结正偏结正偏假设假设u uDS DS =0=0当当u uGSGS=0=0时，导

33、电沟道最宽。时，导电沟道最宽。当当uuGSGS时，沟道电阻增大。时，沟道电阻增大。当当uuGSGS到一定值时到一定值时 ，沟道会完全合拢。，沟道会完全合拢。NGGg+sdpVp+结型场效应管（以结型场效应管（以N沟道为例）沟道为例）（2）漏源电压漏源电压对沟道的控制作用对沟道的控制作用 在漏源间加电压在漏源间加电压u uDSDS ，令，令u uGS GS =0=0 当当u uDSDS=0=0时，时， i iD D=0=0。 u uDSDSiiD D 沟道变窄沟道变窄当当u uDS DS ,使使u uGDGD=u=uGSGS- - u uDSDS=U=UP P时，预夹断。时，预夹断。u uDSD

34、S再再，预夹断点下移，预夹断点下移。预夹断前，预夹断前， u uDSDSiiD D 。预夹断后，预夹断后， i iDSDSiiD D 几乎不变。几乎不变。sidgVdDDp+p+工作原理演示工作原理演示结型场效应管（以结型场效应管（以N沟道为例）沟道为例）4 4、特性曲线、特性曲线（1 1）输出特性曲线：）输出特性曲线： i iD D=f=f（ u uDS DS ）uuGSGS= =常数常数输出特性曲线分为三个区：输出特性曲线分为三个区：（a a）可变电阻区可变电阻区（预夹断前（预夹断前) ) i iD D = g= gm m u uGSGS（放大原理）（放大原理）（b b）恒流区恒流区（预夹

35、断后，又称饱和区（预夹断后，又称饱和区) )（c c）夹断区夹断区（截止区）（截止区） 结型场效应管（以结型场效应管（以N沟道为例）沟道为例）u=-3VDSGSuGS=-1VuuuGS(mA)=-2VDiGS=0V可变电阻区可变电阻区恒流区恒流区截止区截止区（2 2）转移特性曲线：）转移特性曲线： i iD D=f=f（ u uGS GS ）uuDSDS= =常数常数 例：作例：作u uDSDS=10V=10V的一条转移特性曲线。的一条转移特性曲线。uuGS=0Vu0u(mA)1u=-3VD-3-1310VDS2(mA)GS(V)21-44iu=-1VD-2GSGSGS4i(V)3=-2V结型

36、场效应管（以结型场效应管（以N沟道为例）沟道为例）1(mA)DSu=6V=3VuuGS(V)1D624i43=5V(mA)243iDGS210V(V)uGSiDGSuiD 转移特性曲线的斜率转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 gm 的量纲为的量纲为mA/V，所以，所以gm也称为跨导。跨导的定义式如下也称为跨导。跨导的定义式如下 gm= ID/ VGS VDS=const (单位单位mS)场效应管的主要参数场效应管的主要参数1. 1. 开启电压开启电压U UT T 栅源电压小于开启电压的绝对值栅源电压小于开启电压的绝对值, , 场效应管不能导通。场效应管不能导通。2.2.夹断电压夹断电压U UP P 当当u uGSGS=U=UP P时时, ,漏极电流为零。漏极电流为零。 3.3.饱和漏极电流饱和漏极电流I IDSSDSS 当当u uGSGS=0=0时所对应的漏极电流。时所对应的漏极电流。4.4.输入电阻输入电阻R RGSGS 结型场效应管结型场效应管:R:RGSGS大于大于10107 7 MOS MOS