东华大学模拟电子技术-第四章场效应管放大电路20140211

模拟电子技术基础第4章场效应管放大电路基础第4章场效应管放大电路基础1、结型场效应管（JFET）2、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）3、场效应管静态工作点的设置方法4、场效应管放大电路的动态分析5、复合管6、多级放大器件电路组成及分析(JFET)的结构和工作原理一、结型场效应管（JFET）场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），分别与晶体管的e、b、c相对应；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，分别对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。1.结构和符号导电沟道源极栅极漏极符号结构示意图(JFET)的结构和工作原理一、结型场效应管（JFET）2.工作原理a、栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道变窄沟道消失称为夹断UGS（off）

用uGS控制导电沟道的宽度，栅极-源极之间的PN结必须反向偏置。(JFET)的结构和工作原理一、结型场效应管（JFET）2.工作原理b、漏-源电压对漏极电流的影响uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。预夹断uGD＝UGS（off）uGD>UGS（off）恒流区，沟道电阻增大，iD几乎不变，仅取决uGS。uGD<UGS（off）(JFET)的特性曲线一、结型场效应管（JFET）1.转移特性夹断电压漏极饱和电流场效应管工作在恒流区，因而uGS＞UGS（off）且uGD＜UGS（off）。用转移特性描述栅源电压uGS对漏极电流iD的控制作用。在恒流区时：(JFET)的特性曲线一、结型场效应管（JFET）2.输出特性g-s电压控制d-s的等效电阻预夹断轨迹，uGD＝UGS（off）可变电阻区恒流区iD几乎仅取决于uGS击穿区夹断区（截止区）夹断电压IDSSΔiD不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。低频跨导：绝缘栅型MOSFET工作原理二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）1.增强型管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。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绝缘栅型MOSFET工作原理1.增强型管iD随uDS的增大而增大，可变电阻区。uGD＝UGS（th），预夹断。iD几乎仅仅受控于uGS，恒流区。预夹断uDS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻N型导电沟道二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）绝缘栅型MOSFET工作原理2.耗尽型管耗尽型MOS管在

uGS＞0、uGS

＜0、uGS

＝0时均可导通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在uGS＞0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。加正离子小到一定值才夹断uGS=0时就存在导电沟道。二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）绝缘栅型MOSFET特性曲线1.增强型管二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）转移特性开启电压输出特性在恒流区：绝缘栅型MOSFET特性曲线2.耗尽型管二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）转移特性夹断电压输出特性场效应管的分类二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性场效应管的主要参数二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）1、直流参数1)夹断电压VP(或VGS(off))：漏极电流约为零时的VGS值。3)饱和漏极电流IDSS：VGS=0时对应的漏极电流。2)开启电压VT：增强型场效应管有微小漏极电流时的VGS值。4)直流输入电阻RGS：对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω。场效应管的主要参数二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）2、交流参数1)输出电阻rd：2)低频跨导gm：或

低频跨导反映vGS对iD的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。场效应管的主要参数二、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）3、极限参数2)

最大漏源电压：V(BR)DS3)最大栅源电压：V(BR)GS1)最大漏极电流：IDM4)最大漏极功耗PDM：自给偏压电路—公式法三、场效应管静态工作点的设置方法由正电源获得负偏压称为自给偏压自给偏压只能用于偏置耗尽型场效应管的Q点。自给偏压电路—图解法三、场效应管静态工作点的设置方法输入回路负载线方程输出回路负载线方程自给偏压电路—图解法三、场效应管静态工作点的设置方法QQIDQUGSQUDSQ分压式偏压电路—典型的Q点稳定电路三、场效应管静态工作点的设置方法Rg3的作用是？分压式偏压电路可以偏置任意类型的场效应管的Q点。场效应管的交流等效模型（小信号模型）四、场效应管放大电路的动态分析与晶体管的h参数等效模型类比：电流控制电流源电压控制电流源基本共源放大电路的动态分析四、场效应管放大电路的动态分析若Rd=3kΩ，Rg=5kΩ，gm=2mS，则请与共射电路比较特点分压式偏置共源放大电路的动态分析（有CS）四、场效应管放大电路的动态分析分压式偏置共源放大电路的动态分析（无CS）四、场效应管放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析四、场效应管放大电路的动态分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，则请与共集电路比较特点基本共漏放大电路的动态分析四、场效应管放大电路的动态分析输出电阻的分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，则Ro=?复合管：多个管子合理连接等效成一个管子五、复合管同类管复合后类型不变，异类管复合后，其类型取决于T1管的类型。复合管复合的条件：各电极的电流需有合理的流通路径。判断下列各图是否能组成复合管五、复合管结论：在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。求复合管组成的射极跟随器的输入电阻和输出电阻五、复合管合理组合多级放大电路六、多级放大器件电路组成及分析按下列要求组成两级放大电路：①Ri＝1～2kΩ，Au

的数值≥3000；②Ri

≥10MΩ，Au的数值≥300；③Ri＝100～200kΩ，Au的数值≥150；④Ri≥10MΩ，Au的数值≥10，Ro≤100Ω。①共射、共射；②共源、共射；③共集、共射；④共源、共集。多级放大电路分析六、多级放大器件电路组成及分析两级放大电路如图所示，已知三极管的场效应管的，写出两级放大电路的组态，并求出输入电阻、输出电阻及电压放大倍数解：此为共源-共集放大电路例1：多