模拟电子第五版康光华第五章场效应管放大电路课件

电子技术基础模拟部分第13讲电气信息学院电工电子基础教研室5.1金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管5.2MOSFET放大电路第五章场效应管放大电路5.3结型场效应管（JFET）*5.4砷化镓金属-半导体场效应管5.5各种放大器件电路性能比较学习指导第五章场效应管放大电路

场效应管：

通过改变外加电压产生的电场强度--控制其导电能力。优点：体积小、重量轻、耗电少、寿命长，还具有输入电阻高、热稳定性好、噪声低、便于集成等特点。在大规模集成电路中广泛应用。分类：根据结构不同,可分为结型场效应管(JFET)、绝缘栅型场效应管(IGFET)。1.结构（N沟道）第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFETL：沟道长度W：沟道宽度tox

：绝缘层厚度通常W>L1.结构（N沟道）第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET符号剖面图2.工作原理第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET（1）VGS对沟道的控制作用当vGS≤0时无导电沟道，d、s间加电压时，总有一个PN结反偏，无电流产生。产生电场，但未形成导电沟道（感生沟道），d、s间加电压后，没有电流产生。当vGS>VT时在电场作用下产生导电沟道，d、s间加电压后，将有电流产生。vGS越大，导电沟道越厚。VT称为开启电压当0<vGS<VT时（电场吸引电子）2.工作原理第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET（2）VDS对沟道的控制作用当vGS一定（vGS>VT）时，vDSID沟道电位梯度当vDS增加到使vGD=VT时，在紧靠漏极处出现预夹断。在预夹断处：vGD=vGS-vDS=VT2.工作原理第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET（2）VDS对沟道的控制作用预夹断后，vDS夹断区延长沟道电阻ID基本不变2.工作原理第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET（3）vDS和vGS同时作用时vDS一定，vGS变化时，给定一个vGS，就有一条不同的ID–vDS曲线。3.V-I特性曲线及特性方程第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET（1）输出特性及特性方程2）可变电阻区

vDS≤（vGS－VT）由于vDS较小，可近似为：Rdso是一个受vGS控制的可变电阻3.V-I特性曲线及特性方程第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET（1）输出特性及特性方程2）可变电阻区其中Kn为电导常数，单位：mA/V2受控制的可变电阻3.V-I特性曲线及特性方程第五章场效应管放大电路5.1.1N沟道增强型MOSFET（1）输出特性及特性方程3）饱和区（恒流区又称放大区）vGS>VT

，且vDS≥（vGS－VT）是vGS＝2VT时的iD1.结构和工作原理（N沟道）第五章场效应管放大电路5.1.2N沟道耗尽型MOSFET二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子

可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流2.V-I特性曲线及大信号特性方程第五章场效应管放大电路5.1.2N沟道耗尽型MOSFET（N沟道增强型）第五章场效应管放大电路5.1.3P沟道MOSFET第五章场效应管放大电路5.1.5MOSFET的主要参数一、直流参数NMOS增强型1.开启电压VT

（增强型参数）2.夹断电压VP

（耗尽型参数）3.饱和漏电流IDSS

（耗尽型参数）4.直流输入电阻RGS

（109Ω～1015Ω）二、交流参数

1.输出电阻rds

当不考虑沟道调制效应时，＝0，rds→∞

第五章场效应管放大电路5.1.5MOSFET的主要参数二、交流参数2.低频互导gm

考虑到则其中第五章场效应管放大电路5.1.5MOSFET的主要参数三、极限参数

1.最大漏极电流IDM

2.最大耗散功率PDM

3.最大漏源电压V（BR）DS

4.最大栅源电压V（BR）GS

第五章场效应管放大电路5.3.1JFET的结构和工作原理1.结构

第五章场效应管放大电路5.3.1JFET的结构和工作原理2.工作原理（以N沟道JFET为例）

（1）vGS对沟道的控制作用当vGS＜0时当沟道夹断时，对应的栅源电压vGS称为夹断电压VP

（或VGS(off)）。对于N沟道的JFET，VP<0。PN结反偏、耗尽层加厚、沟道变窄。vGS继续减小，沟道继续变窄。第五章场效应管放大电路5.3.1JFET的结构和工作原理2.工作原理（以N沟道JFET为例）

（2）vDS对沟道的控制作用当vGS=0时，vDS

IDG、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。当vDS增加到使vGD=VP时，在紧靠漏极处出现预夹断。此时vDS夹断区延长沟道电阻

ID基本不变第五章场效应管放大电路5.3.2JFET的特性曲线及参数2.转移特性

1.输出特性

电子技术基础主讲：孙静模拟部分第14讲第五章场效应管放大电路5.2MOSFET放大电路5.2.1MOSFET放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算2.图解分析3.小信号模型分析学习方法：与BJT的分析方法对照学习1.直流偏置及静态工作点的计算（1）简单的共源极放大电路（N沟道）第五章场效应管放大电路5.2.1MOSFET放大电路直流通路共源极放大电路1.直流偏置及静态工作点的计算（1）简单的共源极放大电路（N沟道）第五章场效应管放大电路5.2.1MOSFET放大电路假设工作在饱和区，即验证是否满足如果不满足，则说明假设错误须满足VGS>VT

，否则工作在截止区再假设工作在可变电阻区即2.图解分析第五章场效应管放大电路5.2.1MOSFET放大电路由于负载开路，交流负载线与直流负载线相同。3.小信号模型分析第五章场效应管放大电路5.2.1MOSFET放大电路（1）模型

静态值（直流）动态值（交流）非线性失真项

当，vgs<<2(VGSQ-VT)时，3.小信号模型分析第五章场效应管放大电路5.2.1MOSFET放大电路（1）模型

=0时3.小信号模型分析第五章场效应管放大电路5.2.1MOSFET放大电路（2）放大电路分析（例5.2.5P218

）s解：例5.2.2的直流分析已求得：3.小信号模型分析第五章场效应管放大电路5.2.1MOSFET放大电路（2）放大电路分析（例5.2.5P218

）第五章场效应管放大电路*5.4砷化镓金属-半导体场效应管本节不做教学要求，有兴趣者自学第五章场效应管放大电路5.5各种放大器件电路性能比较P240第五章场效应管放大电路5.5各种放大器件电路性能比较组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCG电压增益：BJTFETCE：CC：