ch5场效应管课件

第5章场效应管及其基本放大电路5.1结型场效应管JFET5.2绝缘栅场效应管MOSFET5.3场效应管的特点及等效模型5.4场效应管的基本应用内容模拟电路基础

N沟道结型场效应管

P沟道结型场效应管

5.1结型场效应管（JFET）5.1.1.JFET的结构JFET分为N沟道和P沟道两种类型。漏极D/源极S/栅极G。如果在漏—源极间加上正向电压，漏极电流ID。由于导电沟道是N型的，故称为N沟道结型场效应管。

图5.1‑1N沟道结型场效应管结构示意图图5.1‑3JFET与(NPN)BJT的符号比较

图5.1‑2N沟道JFET的简化截面图2.VGS对ID的影响1）VDS=0,VGS<0，VGS可变当VGS的绝对值增大时，耗尽层展宽，导电沟道变窄，沟道电阻变大。当耗尽层展宽到彼此相遇，整个导电沟道被全部“夹断”,这时的VGS称为夹断电压，用VP表示。一般为负几伏。显然，如果在漏源极有电流ID流过的话，VGS就直接控制着漏极电流ID的大小。图5.1‑5导电沟道被全部“夹断”时的N－JFET2）VGS=0,VDS0，且VDS可变在漏源极间加上小的正电源电压VDS，形成漏极电流ID，方向自D到S，而且与漏源电压成线性关系。由于ID流过具有一定电阻的沟道，沿沟道长度将有一个电压降。源（S）端PN结为零偏，漏（D）端PN结为反偏，这样，漏端耗尽层比源端宽，漏端沟道比源端窄，形成梯形导电沟道。图5.1‑6（a）VGS=0,VDS0且可调时的JFET当VDS增大到VDS（=-VGD）

=-VP时，漏端耗尽层刚刚相接，沟道漏端被夹断。这种情况称为预夹断。VDS继续增加，夹断区会加长，见图5.1‑5(b)。夹断区的加长并不意味着ID将下降，甚至为0。ID基本不随VDS变化。这时的电流称为饱和漏电流IDSS。图5.1‑6（b）VGS=0,VDS0且可调时的JFET由以上分析可见：改变加在PN结两端的反向偏置电压，即改变了PN结中的电场，就可以改变耗尽层的宽度；也就改变了沟道电阻的大小，从而实现对漏极电流ID的控制。所以，场效应管是电压控制器件。由于PN结处于反向接法，因而可以认为栅极基本不取电流，即IG约等于零，所以场效应管的输入电阻很高。5.1.3伏安特性输出特性转移特性1.输出特性

图5.1‑9JFET的输出特性曲线在VDS较小时，场效应管可视为一个受VGS控制的可变电阻。工作状态分为四个区：可变电阻区、恒流区、击穿区、截止区。预夹断点的连线就是可变电阻区和恒流区的分界线；击穿点的连线是恒流区和击穿区的分界线。若要保证器件工作在恒流区，漏-源极间的总电压必须满足5.1.3伏安特性输出特性转移特性转移特性曲线与输出特性曲线之间联系

5.1.4主要参数饱和漏电流IDSS

夹断电压Vp

直流输入电阻RGS1.直流参数2.交流参数跨导gm

极间电容低频噪声系数NF5.1.4主要参数最大漏源电流IDM

最大耗散功率PDM

漏源击穿电压V（BR）DS

栅源击穿电压V（BR）GS

栅漏击穿电压V（BR）GD3.极限参数5.2.1N沟道增强型MOSFET1.结构图5.2‑1N沟道增强型MOSFET的结构增强型MOSFET的符号5.2.1N沟道增强型MOSFET2.工作原理由于是在P型半导体中感应产生N型电荷层，故又称为反型层。这一反型层将D与S的两个N+区相连通形成D-S间的N型导电沟道。这一沟道由感应电荷产生，故称为感生沟道。开始形成反型层所需的VGS，称为开启电压VTh。2.工作原理楔形沟道预夹断2.特性曲线2）转移特性5.2.2N沟道耗尽型MOSFET1.结构与符号N沟道耗尽型MOS管结构与增强型相同。只是绝缘层SiO2中掺有大量的正离子。2.工作特点与特性曲线转移特性曲线输出特性曲线5.4场效应管的基本应用5.4.1模拟开关与逻辑门“或非”数字逻辑门电路N沟道MOSFET模拟开关5.4场效应管的基本应用5.4.2场效应管的直流偏置分压式自偏压电路自偏压电路5.4