章场效应管11讲

3.2绝缘栅场效应三极管MOSFET分为

增强型N沟道、P沟道

耗尽型N沟道、P沟道结构示意图和符号（动画2-3）1N沟道增强型MOSFET

工作原理

(动画2-4）(动画2-5)漏极输出特性曲线转移特性曲线特性曲线

结构示意图转移特性曲线

N沟道耗尽型MOSFET的结构 和转移特性曲线

2N沟道耗尽型MOSFET

N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)分类：耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道结型场效应管

N沟道耗尽型P沟道耗尽型

各类场效应三极管的特性曲线

各类场效应三极管的特性曲线绝缘栅场效应管N沟道增强型P沟道增强型绝缘栅场效应管

N沟道耗尽型P

沟道耗尽型

3.3场效应三极管的参数

①开启电压VT

开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。

②夹断电压VP

夹断电压是耗尽型FET的参数，当VGS=VP时,漏极电流为零。③饱和漏极电流IDSS

耗尽型场效应三极管,当VGS=0时所对应的漏极电流。

④直流输入电阻RGS

场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，对于结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107Ω，对于绝缘栅型场效应三极管,RGS约是109～1015Ω。

⑤低频跨导gm

低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求取，单位是mS(毫西门子)。⑥最大漏极功耗PDM

最大漏极功耗可由PDM=VDSID决定，与双极型三极管的PCM相当。3.4双极型和场效应型三极管的比较双极型三极管单极型场效应管载流子多子扩散少子漂移多子漂移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

栅极过压保护电路3．3场效应三极管放大电路

共源组态基本放大电路

共漏组态基本放大电路

共栅组态基本放大电路1静态分析(a)自偏压电路(b)分压式偏压电路共源组态基本放大电路

直流偏置电路

保证管子工作在线性放大区，输出信号不失真。1)自偏压电路VGS=-IDR

注意：该电路产生负的栅源电压，所以只能用于需要负栅源电压的电路。计算Q点：VGS、ID、UDS已知VP，由VGS=-IDR可解出Q点的VGS、IDVDS=VDD-ID(Rd+R)再求：ID

2)分压式自偏压电路可解出Q点的VGS、ID

计算Q点：已知VP，由该电路产生的栅源电压可正可负，所以适用于所有的场效应管电路。VDS=VDD-ID(Rd+R)再求：2动态分析

FET小信号模型

简化模型(1)FET小信号模型其中：gmvgs是压控电流源，它体现了输入电压对输出电流的控制作用。

gm称为低频跨导。

rds为输出电阻，类似于双极型晶体管的rce。（2）动态指标①电压放大倍数②输入电阻③输出电阻

微变等效电路分析：1）画出共源放大电路的交流小信号等效电路。

（2）求电压放大倍数（3）求输入电阻（4）求输出电阻则交流参数归纳如下①电压放大倍数③输出电阻②输入电阻

Ri=Rg3+(Rg1//Rg2

)源极电阻R两端不并联旁路电容C时由图可得id＝gmugsui＝ugs＋idR＝ugs＋gmRugs＝（1＋gmR）ugsuo＝－idRL＝－gmRLugs此时电压放大倍数显然，当源极电阻R两端不并联旁路电容C时，共源放大电路的电压放大倍数变小了。[例]

电路如图所示，其中Rg1=200k，Rg2=40k，Rg3=2M，Rd=10k，R=2k，RL=10k，VDD=18V，场效应管的IDSS=5mA，UP=－4V。求电路的Au、Ri和Ro解：先求场效应管的跨导gm，为此就要计算其静态工作点的栅源电压UGS。把有关参数代入相关公式，可得UGS=3－2ID解这个方程组，可得UGS≈－1.4V（另一解UGS=－8.2V，小于UP=－4V，舍去）。解：UGS≈－1.4V可求得跨导Ri＝Rg3＋Rg1∥Rg2＝2＋0.2∥0.04≈2MRo≈Rd＝10k

共漏组态基本放大电路

共漏组态放大电路

共漏放大电路的微变等效电路（2）电压放大倍数（3）输入电阻得分析：（1）画交流小信号等效电路。

由（4）输出电阻所以由图有交流参数归纳如下①电压放大倍数③输出电阻②输入电阻Ri=Rg+(Rg1//Rg2)

三种接法基本放大电路的比较三种基本放大电路的比较如下组态对应关系

CE/CB/CC

CS/CG/CDbeLLbeLbeL

+=CB

)1(

)(1

=CC

=CErRβARβrRβArRβAvvv¢¢++¢+¢-&&&：：：电压放大倍数三种基本放大电路的比较如下组态对应关系

CE/CB/CC

CS/CG/CD输入电阻Ri

CB:

CC:CE:CS：Rg3+(

Rg1//Rg2)CD：Rg+

(Rg1//Rg2

)CG：R//(1/gm)Re//[rbe/(1+)]三种基本放大电路的比较如下组态对应关系

CE/CB/CC

CS/CG/CD输出电阻Ro

CS：

RdCD：R//(1/gm)CG：Rd本章小结

1．FET分为JFET和MOSFET两种，工作时只有一种载流子参与导电，因此称为单极性型晶体管。FET是一种压控电流型器件，改变其栅源电压就可以改变其漏极电流。

2．FET放大器的偏置电路与BJT放大器不同，主要有自偏压式和分压式两种。

3．FET放大电路也有三种组态：共源、共漏和共栅。电路的动态分析需首先利用FET的交流模型建立电路的交流等效电路，然后再进行计算，求出电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等量。

判断对错：1.场效应管的输入电阻较小，但它耗电少，因此广泛应用于交、直流放大。()2.对于增强型绝缘栅场效应管，即使栅—源极间不加电压，也存在导电沟道。()3.对于耗尽型绝缘栅场效应管，不论栅—源电压UGS为正，还是为负或零，都能起到控制电流ID的作用。()

1.Χ2.Χ

3.√例1：压控电阻

场效应管工作在可变电阻区时，iD随vDS的增加几乎成线性增大，而增大的比值受vGS控制。所以可看成是