场效应管及其应用电路

1、3.1 结型场效应管结型场效应管 结构结构 工作原理工作原理 输出特性输出特性 转移特性转移特性 主要参数主要参数NPP两边是P区G(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极导电沟道NPPG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极DGSDGSPNNG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极P沟道结型场效应管沟道结型场效应管DGSDGSUDS=0U时PSDUDSUGSGNNNNIDPN结反偏，UGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。PGSDUDSUGSNNIDUDS=0U时NNUGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。但当UGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。PGSDUDSUGSNNUDS=0时

2、UGS达到一定值时（夹断电压UP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS 0U，漏极电流ID=0A。IDPGSDUDSUGSUGS0、UGDUP时耗尽区的形状NN越靠近漏端，PN结反压越大IDPGSDUDSUGSUGSUp且UDS较大时UGDUP时耗尽区的形状NN沟道中仍是电阻特性，但是是非线性电阻。IDGSDUDSUGSUGSUp UGD=UP时NN漏端的沟道被夹断，称为予夹断。UDS增大则被夹断区向下延伸。IDGSDUDSUGSUGSUp UGD=UP时NN此时，电流ID由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随UDS的增加而增加，呈恒流特性。ID 工作原理工作原理 UGS对沟道的控

3、制作用对沟道的控制作用当UGS0时 当沟道夹断时，对应的栅源电压UGS称为夹断电压UP （ 或UGS(off) ）。对于N沟道的JFET，UP 0。PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄。 UGS继续减小，沟道继续变窄 UDS对沟道的控制作用对沟道的控制作用当当UGS=0时，时，UDS ID G、D间间PN结的反向电压增加，结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。变窄，从上至下呈楔形分布。 当UDS增加到使UGD=UP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。此时UDS 夹断区延长沟道电阻 ID基本不变 UGS和和UDS同时作用时同时作用时当UP UG

4、S0时PNNGSDUDSUGSPNNGSDUDSUGS当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。PNNGSDUDSUGS夹断后，即使UDS 继续增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加，UGD=UT 时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。1)增强型MOS管2)耗尽型MOS管夹断电压开启电压)(P)(N) 0(P) 0(N) 0(P) 0(NGSGSGSGSGSGS极性任意沟道极性任意沟道耗尽型沟道沟道增强型绝缘栅型沟道沟道结型场效应管uuuuuu1.直流参数 场效应管直流参数主要是保证其工作在合适的电路状态即可变电阻区、夹断区、恒流区。3.2.3 场效应管的主要参数常数DSGSDUmUIg

5、 DSSGSDPGSGSPP2(1)(0 )mIUIgUuUUU GSDDSdUiur1）漏极最大允许耗散功率漏极最大允许耗散功率PDMDSDDmUIP 参 数型号PDM mW IDSS mA VRDS VVRGS V VP V gmmA/ V fM MHz3DJ2D 100 20 20 -4 2 3003DJ7E 100 20 20 -4 3 903DJ15H 100 611 20 20 -5.5 83DO2E 1000.351.2 12 25 1000CS11C 1000.31 -25 -4 2 3.3 场效应管放大电路（a）共源电路 （b）共漏电路 （c）共栅电路 3.3.1场效应管放大

6、电路的直流偏置与静态分析1.自偏压电路 SDQSDQSQGQGSQ0RIRIUUU 2PSDQDSS2PGSQDSSDQ)1 ()1 (URIIUUII)(SDDQDDDSQRRIUU2.分压器式自偏压电路 g2GDDg1g2RUURR)(g2g1g2DDSDSDg2g1g2DDSGGSRRRURIRIRRRUUUUGSQ2DQDOT(1)UIIU)(SDDQDDDSQRRIUU3.3.2 场效应管放大电路的动态分析 1.场效应管小信号模型(a) 结型场效应管小信号模型 (b)绝缘栅型场效应管小信号模型 对于结型场效应管DDSSPPPGSDSSPGSPDSSGSDDSDSDSiIUUUuIUu

7、UIuigUUUm2|)1 (2| )1 (2|22当小信号作用时，可以用IDQ来近似iD，所以DQDSSPIIUgm2 DODQT2mgIIU图3-18场效应管高频小信号模型2.应用小信号模型法分析场效应管放大电路（a）电路 （b）微变等效电路 mgsDoigsmDigsug U RUUUAg RUU 2）.共漏放大电路的动态分析sDQDDDSQsDQGGGSQ2TGSQDODQ) 1(RIUURIUUUUIIa.静态：SgsmSdoRUgRIUigsogsmgsSUUUUg U RSmSmio1RgRgUUAuiRomSooUgRUImSmSomSooooo1/11gRgRUgRUUIUR

8、148三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较组态对应关系：组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET电压增益：电压增益：beLc)/(rRR )/)(1()/()1(LebeLeRRrRR beLc)/(rRR CE：CC：CB：)/(LdmRRg )/(1)/(LmLmRRgRRg )/(LdmRRgCS：CD：CG：49beb/rR输出电阻：输出电阻：cR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRR 1/beerRcR三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较BJTFET输入电阻：输入电阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：

9、)/(g2g1g3RRR m1/gR)/(g2g1g3RRR CE：CC：CB：CS：CD：CG：dRm1/gRdR第三章 结束不做教学要求内容，不做教学要求内容，有兴趣者自学有兴趣者自学PNNG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极P沟道结型场效应管沟道结型场效应管DGSDGSPNNG(栅极栅极)S源极源极D漏极漏极P沟道结型场效应管沟道结型场效应管DGSDGS予夹断曲线予夹断曲线IDU DS2VUGS=0V1V3V4V5V可变电阻区夹断区恒流区输出特性曲线输出特性曲线03. 栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。3.2 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管3.2.1 结构和电路符号结构和电路符号PNNGSDP