模拟电子技术基础：第9讲 场效应管及其放大电路

1、第九讲 场效应管及其放大电路一、场效应管二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法三、场效应管放大电路的动态分析四、复合管一、场效应管 场效应管：是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。仅靠半导体中多数载流子导电，又称单极型晶体管。 特点：输入阻抗高，噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，省电。 类型：结型、绝缘栅型。一、场效应管（以N沟道为例） 场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。1. 结型场效应管导电沟道源极栅极漏极符号结构示意图1.栅-源电压(uGS

2、)对导电沟道宽度的控制作用(uDS=0)沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？UGS（off）2.漏-源电压(uDS)对漏极电流(iD)的影响uGSUGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。预夹断uGDUGS（off）VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。场效应管工作在恒流区的条件是什么？uGDUGS（off）uGDUGS（off）uGD=uGS-uDSg-s电压控制d-s的等效电阻输出特性预夹断轨迹，uGDUGS（off）可变电阻区恒流区iD几乎仅决定于uGS击穿区夹断区（截止区）

3、夹断电压IDSSiD 不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。低频跨导：gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。夹断电压漏极饱和电流转移特性场效应管工作在恒流区，因而uGSUGS（off）且uGDUGS（off）。 在转移特性曲线上， gm为的曲线的斜率2. 绝缘栅型场效应管比结型场效应管温度稳定性好，集成化工艺简单，广泛应用于大规模的超大规模集成电路。2. 绝缘栅型场效应管 uGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。增强型管（ uDS0时， uGS对导电沟道的控制）SiO2绝缘层衬底耗尽层空穴高掺杂反型层大到一定值才开启增强型MOS管uD

4、S对iD的影响 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。 iD随uDS的增大而增大，可变电阻区 uGDUGS（th）,预夹断 iD几乎仅仅受控于uGS，恒流区刚出现夹断uDS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻耗尽型MOS管 耗尽型MOS管在 uGS0、 uGS 0、 uGS 0时均可导通。加正离子小到一定值才夹断uGS=0时就存在导电沟道MOS管的特性1)增强型MOS管开启电压3. 场效应管的分类工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性4. 场效应管的主要参数（1）开启电压UT（2）夹断电压UP（3）跨导gm ：gm=iD/uGS uDS=const （4）直流输入电阻RGS 栅源间的等效

5、电阻。由于MOS管栅源间有sio2绝缘层，输入电阻可达1091015。 5. 场效应管与晶体管的比较双极型三极管 单极型场效应管载流子多子、少子 多子输入量电流输入电压输入控制电流控制电流源电压控制电流源输入电阻几十到几千欧几兆欧以上噪声较大较小静电影响不受静电影响易受静电影响制造工艺不宜大规模集成适宜大规模和超大规模集成二、场效应管静态工作点的设置方法 1. 基本共源放大电路 根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源2. 自给偏压电路由正电源获得负偏压称为自给偏压哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？3. 分压式偏置电路为什么加Rg3?其数值应大些小些？哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？即典型的Q点稳定电路三、场效应管放大电路的动态分析 1. 场效应管的交流等效模型近似分析时可认为其为无穷大！根据iD的表达式或转移特性可求得gm。与晶体管的h参数等效模型类比：2. 基本共源放大电路的动态分析若Rd=3k， Rg=5k， gm=2mS，则与共射电路比较。3. 基本共漏放大电路的动态分析若Rs=3k，gm=2mS，则基本共漏放大电路输出电阻的分析若Rs=3k，gm=2mS，则Ro=?四、复合管复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。 不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。目