晶体管及其小信号放大4课件

晶体管及其小信号放大

－场效应管放大电路

1场效应晶体管(FET)电压控制器件多子导电输入阻抗高,噪声低,热稳定好,抗辐射,工艺简单,便于集成,…应用广泛2§4场效应晶体管及场效应管放大电路§4.1场效应晶体管(FET)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IGFET绝缘栅型3UGS二、工作原理（以N沟道为例）正常工作:

UGS<=0,UDS>0VPN结反偏，|UGS|越大则耗尽层越宽，导电沟道越窄，电阻越大。ID初始就有沟道，是耗尽型。

ID受UGS和UDS的控制5UGSUDS>0但较小:ID

ID随UDS的增加而线性上升。(UGS固定)6NGSDUGSPPUGS负到一定值时,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS0V，漏极电流ID=0A。ID夹断电压7三、特性曲线和电流方程2.转移特性1.输出特性夹断区（饱和区）UGD=9结型场效应管的缺点：1.栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。3.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。2.在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。10最常见的绝缘栅型场效应管是MOSFET(MetalOxide

SemiconductorFET)。分为

增强型N沟道、P沟道

耗尽型N沟道、P沟道§4.1.2绝缘栅场效应管（IGFET)112工作原理

(1)VGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。(2)VGS>VGS（th)>0时，形成导电沟道反型层VGS越大，沟道越宽，电阻越小。13(3)VGS>VGS（th)>0时，VDS>0

VGD=VGS－VDS

＝

VGS（th)时发生预夹断VDS较小时，ID随之线性上升VDS稍大后，产生横向电位梯度出现预夹断后，随着VDS继续增大，夹断点向源极方向移动，ID略有增加14输出特性曲线ID=f(VDS)VGS=const（饱和区）夹断区3N沟道增强型MOS管的特性曲线

VGD=VGS（th)15二N沟道耗尽型MOSFET正离子VGS为正沟道加宽VGS为负沟道变窄夹断电压使用方便17输出特性曲线IDUDS0UGS=0UGS<0UGS>0转移特性曲线18P沟道MOSFET

P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。19

§4.1.4场效应管的参数和型号

一场效应管的参数

①开启电压VGS(th)(或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VGS(off)(或VP)夹断电压是耗尽型FET的参数，当VGS=VGS(off)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21

④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，这一点与电子管的控制作用相似。gm可以在转移特性曲线上求取，也可由电流方程求得

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。22二场效应三极管的型号

场效应三极管的型号,现行有两种命名方法。其一是与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C是绝缘栅型N沟道场效应三极管。

第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。23半导体三极管图片25半导体三极管图片26§4.2场效应放大电路(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。(2)动态：能为交流信号提供通路。组成原则：静态分析：估算法、图解法。动态分析：微变等效电路法。分析方法：27二分压式偏置电路（两种都适用）294.2.2场效应管的低频小信号等效模型GSD跨导漏极输出电阻uGSiDuDS3031很大，一般可忽略

场效应管的微变等效电路为：GSDuGSiDuDSSGDugsgmugsudsSGDrDSugsgmugsudsJFET相同324.2.3共源极放大电路uoUDD=20VRSuiCSC2C1R1R