场效应管及其放大电路改

场效应管及其放大电路改第1页，课件共29页，创作于2023年2月12.6.1场效应管FET（以N沟道为例）

晶体管——双极性管；电流控制器件；Ri不高（iB≠0）

场效应管——单极性管；电压控制器件；iG→0,Ri=107～1012Ω。FET——结型、绝缘栅型（MOS）1.结型场效应管(JFET)——N沟道、P沟道导电沟道(N沟道多子为电子)源极栅极漏极(b)N沟道结构示意图2.6场效应管及其放大电路(a)符号有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c.第2页，课件共29页，创作于2023年2月2（1）uDS=0,uGS对导电沟道的控制作用(a)uGS=0沟道最宽|uGS|增大沟道变窄,Rds↑|uGS|=UGS(off)沟道消失(夹断),Rds=∞

uGS可以改变耗尽层宽度，控制导电沟道的宽度，即uGS可以改变沟道电阻Rds的大小。夹断电压工作原理第3页，课件共29页，创作于2023年2月3（2）转移特性——uGS对iD控制作用(UGS（off）<uGS<0)(a)uGS=0，沟道最宽，iD=IDSS最大；漏极饱和电流夹断电压

①不同型号的管子UGS（off）、IDSS不同；②d、s极可以调换使用N(b)uGS负压增大，沟道变窄，iD减小；(c)|uGS|↑↑=UGS(off)，沟道夹断，iD=0第4页，课件共29页，创作于2023年2月4uGD＝UGS（off）uGD>UGS（off）uGD<UGS（off）①uDS=0，多子无定向移动，iD=0*（3）uGS为某一定值，uDS对iD的影响uDS=0②uDS>0、uGD>UGS(off):iD∝uDS——可变电阻区。③uDS↑→uGD=UGS(off)——“预夹断”④当uDS↑↑→uGD<uGS(off):夹断区加长、阻力↑→iD↓；纵向场强↑→iD↑——相互抵消，iD几乎不变——恒流区！iD几乎仅决定于uGS。第5页，课件共29页，创作于2023年2月5（4）输出特性预夹断轨迹可变电阻区恒流区夹断区（截止区）IDSS低频跨导：ΔiD击穿区①uDS=0，多子无定向移动，iD=0；

uDS>0、uGD>UGS(off):

△iD∝△uDS——可变电阻区。③

uGS<UGS(off)，夹断Rds=∝，iD≈0(5uA)夹断电压②

uDS↑→uGD=UGS(off)——“预夹断”；当uDS↑↑→uGD<uGS(off)，夹断区加长、阻力↑，增加部分用于克服阻力，iD几乎不变——恒流区！iD几乎仅决定于uGS(β=△iC/△iB)第6页，课件共29页，创作于2023年2月6▲JFET转移特性与输出特性曲线的对应关系正常工作条件：第7页，课件共29页，创作于2023年2月72.绝缘栅型场效应管（IGFET;MOS）

uGS=0,无导电沟道，即使uDS＞0，仍有

iD=0

。

uGS增大，耗尽层增宽；形成反型层——导电沟道。使沟道刚刚形成的uGS——UGS(th)开启电压。uGS愈大，反型层愈厚，沟道电阻Rds愈小。uGS可改变Rds的大小。SiO2绝缘层（衬底）耗尽层空穴高掺杂反型层1）uDS

＝0，uGS对导电沟道的影响（1）N沟道增强型MOS管第8页，课件共29页，创作于2023年2月82）转移特性——uGS对iD控制作用(a)uGS<UGS(th)，沟道没有形成，iD=0；

——管截止，Rds=∝IDO——uGS=2UGS(th)时的iDUGS(th)——开启电压（iD=5uA时的uGS）(b)uGS≥UGS(th),沟道形成，iD>0——管导通随uGS↑→沟道变深→iD↑——压控器件(c)近似公式：第9页，课件共29页，创作于2023年2月9*3)uGS(>UGS(th))为定值，uDS对iD的影响

用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？uDS较小，iD随uDS的增大而增大——可变电阻区

uDS↑→uGD＝UGS（th）

——预夹断uDS↑↑,夹断区增长，iD几乎仅受控于uGS，——恒流区刚出现夹断第10页，课件共29页，创作于2023年2月10①uDS=0，少子无定向移动，iD=0；uDS>0，iD∝uDS——可变电阻区④uGS<UGS(th)，导电沟道没形成，iD≈0(5uA)——夹断区。4）输出特性——uDS对iD的影响②uDS↑→uGD=UGS(th)(即uDS=uGS-UGS(th))——“预夹断”③当uDS↑↑，夹断区加长、阻力↑，uDS增加部分用于克服阻力，iD几乎不变——恒流区！iD仅决定于uGS。uDS>0uGS>0第11页，课件共29页，创作于2023年2月11N沟道增强型MOS管特性曲线uDS>0，uGS>0第12页，课件共29页，创作于2023年2月12（2）N沟道耗尽型MOS管耗尽型MOS管：uDS＞0，

uGS可＞

0、＜0、＝0，灵活方便。加正离子①uGS=0，正离子→反型层，uDS>0→iD=IDSS——饱和漏极电流②uGS<0,反型层变薄，iD↓④当|uGS|↓=UGS(off)——夹断，iD≈0IDSS③uGS>0,反型层变厚，iD↑第13页，课件共29页，创作于2023年2月133.场效应管的分类

工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＞0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＜0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？第14页，课件共29页，创作于2023年2月14FET特点(1)压控器件(电场效应)(2)单极性管(3)Ri高，噪声低，热稳定性好，抗辐射能力强，耗电省(4)体积小，重量轻，寿命长。

(5)易受静电影响而损坏.第15页，课件共29页，创作于2023年2月15

1.基本共源放大电路

N沟道MOS管放大条件：

UGS>UGS(th)，UDS>UGS-UGS(th)2.6.2场效应管放大电路（1）静态分析（Ui=0）第16页，课件共29页，创作于2023年2月16（2）动态分析

1）场效应管的交流等效模型Id第17页，课件共29页，创作于2023年2月172)基本共源放大电路的动态分析Id[例2.6.1]P120第18页，课件共29页，创作于2023年2月182.基本共漏放大电路的动态分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，则（1）Au和Ri第19页，课件共29页，创作于2023年2月19（2）基本共漏放大电路Ro若Rs=3kΩ，gm=2mS，则Ro=?[例2.6.2]P122第20页，课件共29页，创作于2023年2月203.自给偏压电路由正电源获得负偏压称为自给偏压静态分析：第21页，课件共29页，创作于2023年2月214.分压式偏置电路(典型的Q点稳定电路)为什么加Rg3?其数值应大些小些？联立求解：UGSQ、IDQ第22页，课件共29页，创作于2023年2月22(1)静态分析求：UDS和

IDVDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k第23页，课件共29页，创作于2023年2月23uoVDD=20VRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k（2）动态分析sgR2R1RGRL'dRLRDRo=RD=10k第24页，课件共29页，创作于2023年2月242.7复合管放大电路复合管：多只管子合理连接等效成一只管子。

不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。目的：增大β、rbe，改变管子的类型。uBE=uBE1+uBE2=iB1rbe1+iB2rbe2=…rbe=uBE/iB(iB1)=…第25页，课件共29页，创作于2023年2月25*讨论一

判断下列各图是否能组成复合管

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。×√×√√×第26页，课件共29页，创作于2023年2月26××√××√√*讨论三

判断下列各图是否能组成复合管第27页，课件共29页，创作于2023年2月27Ri=?Ro=?*讨论三第28页，课件共29页，创作于2023年2月28第二章基本放大电路复习要求一、重点掌握的内容

1．放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载线、最大不失真输出电压、放大倍数、输入电阻与输出电阻的概念。

2．放大电路的组成原则，各种基本放大电路（共射、共集、共基）的工作原理及特点，能根据具体要求选择