场效应三极管及其应用

1、 场效应半导体三极管是仅由一种载流场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，也称为单极型子参与导电的半导体器件，也称为单极型三极管三极管。场效应管是一种用输入电压控制场效应管是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。输出电流的半导体器件。 从参与导电的载流子来划分，它有电从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载沟道器件和空穴作为载流子的流子的P沟道器件。沟道器件。 第4章 场效应三极管及其应用场效应管与晶体管不同，它是多子场效应管与晶体管不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。导电，输入阻抗高，温度稳定性好。结型场效应管结型场效应管

2、JFET绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管MOS场效应管有两种场效应管有两种:N沟道沟道P沟道沟道耗尽型耗尽型增强型增强型耗尽型耗尽型增强型增强型 MOS绝缘栅场效应管（绝缘栅场效应管（N沟道）沟道）（1） 结构结构PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层金属铝金属铝N导电沟道导电沟道未预留未预留 N沟道增强型沟道增强型预留预留 N沟道耗尽型沟道耗尽型PNNGSDN沟道增强型沟道增强型（2）符号）符号N沟道耗尽型沟道耗尽型GSD栅极栅极漏极漏极源极源极GSDN沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线IDmAVUDSUGS 实验线路实验线路(共源极接法共源极接法)GSDRDPNN

3、GSDNMOS场效应管转移特性N沟道耗尽型沟道耗尽型（UGS=0时，时，有有ID）GSD0UGS（off）IDUGS夹断电压夹断电压UGS有正有正有负有负N沟道增强型沟道增强型（UGS=0时，时，ID =0 ）GSDIDUGSUGS（th）开启电压开启电压UGS全正全正UGS=3VU DS （V）ID（mA）01324UGS=4VUGS=5VUGS=2VUGS=1V开启电压开启电压UGS（th）=1V固定一个固定一个U DS，画出，画出ID和和UGS的关系曲线，称为转移特性的关系曲线，称为转移特性曲线曲线增强型增强型NMOS场效应管场效应管输出特性曲线输出特性曲线增强型NMOS场效应管转移特性

4、N沟道增强型沟道增强型（UGS=0时，时，ID =0 ）GSDIDUGSUGS（th）开启电压开启电压UGS全正全正耗尽型耗尽型NMOS场效应管场效应管输出特性曲线输出特性曲线UGS=0VU DS （V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V夹断电压夹断电压UP=-2V固定一个固定一个U DS，画出，画出ID和和UGS的关系曲线，称为转移特性的关系曲线，称为转移特性曲线曲线耗尽型NMOS场效应管转移特性N沟道耗尽型沟道耗尽型（UGS=0时，时，有有ID）GSD0UGS（off）IDUGS夹断电压夹断电压UGS有正有正有负有负跨导gmUGS=0VU DS

5、（V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V= ID / UGS =（3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V UGS ID夹断区夹断区可变电阻区可变电阻区恒流区恒流区场效应管的微变等效电路输入回路：开路输入回路：开路输出回路：交流压控恒流源，电流输出回路：交流压控恒流源，电流gsmdUgIGSDGSDgsmdUgI+-gsU 场效应管放大电路场效应管放大电路 场效应管放大电路组成原则与分析方法场效应管放大电路组成原则与分析方法(1).静态：适当的静态工作点，使场效应管工静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区作在恒流区 (2).动态动态: 能为交

6、流信号提供通路能为交流信号提供通路组成原则组成原则静态分析：静态分析： 估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法分析方法 （2GS(OFF)GSDSSD)1 (UUII 2GSD)41 ( 8 UISDDDG2G1G2GSRIURRRU 2GS(OFF)GSDSSD)1 (UUII )/(LDmioRRgUUAu gsiUU )(LDdR/RIUo RG1RDRG2RG+RL+SDGTOUiUdI)( LDgsmR/RUg )/(G2G1GiRRRr DORr 输入电阻输入电阻3.源极输出器源极输出器+UDD RSC2C1RG1RG2RG+R

7、Luiuo+RG1RSRG2RG+RL+SDGTOUiUSI+gsU交流通路交流通路1)/(1)/(LSmLSmio RRgRRgUUAuogsiUUU )(LSSR/RIUo )( LSgsmR/RUg 电压放大倍数电压放大倍数)/(LSgsmgsRRUgU CDDSDSGS uiuRU DS1V1.5VUGS=0.5V0ID/mA16 2012481216482V2.5V场效应管放大电路小结场效应管放大电路小结(1) 场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。(2)场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出)输入输出反输入输出反相，电压放大倍数大于相，电压放大

8、倍数大于1；输出电阻；输出电阻=RD。(3)场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于大倍数小于1且约等于且约等于1；输出电阻小。；输出电阻小。N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线IDmAVUDSUGS 实验线路实验线路(共源极接法共源极接法)GSDRDPNNGSDNMOS场效应管转移特性N沟道耗尽型沟道耗尽型（UGS=0时，时，有有ID）GSD0UGS（off）IDUGS夹断电压夹断电压UGS有正有正有负有负N沟道增强型沟道增强型（UGS=0时，时，ID =0 ）GSDIDUGSUGS（th）开启电压开启电压UGS全正全正UGS=3VU DS （V）ID（mA）01324UGS=4VUGS=5VUGS=2VUGS=1V开启电压开启电压UGS（th）=1V固定一个固定一个U DS，画出，画出ID和和UGS的关系曲线，称为转移特性的关系曲线，称为转移特性曲线曲线增强型增强型NMOS场效应管场效应管输出特性曲线输出特性曲线2GSD)41 ( 8 UI3.源极输出器源极输出器+UDD RSC2C1RG1RG2RG+RLuiuo+RG1RSRG2RG+RL+SDGTOUiUSI+gsU交流通路交流通路1)/(1)/(L