清华模电课件第3讲 场效应管

清华模电课件第3讲场效应管CATALOGUE目录场效应管简介场效应管特性场效应管应用场效应管参数场效应管与晶体管的比较01场效应管简介0102场效应管定义其工作原理是利用外部电场改变半导体内部的电荷分布，进而控制其导电性能。场效应管（Field-EffectTransistor，简称FET）：是一种利用电场效应来控制半导体导电性能的电子器件。根据工作方式分为增强型和耗尽型场效应管。根据结构分为结型场效应管（JFET）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。根据导电类型分为N型和P型场效应管。场效应管分类场效应管工作原理当外部电压施加到场效应管的栅极时，产生电场，改变半导体内部的电荷分布，从而控制源极和漏极之间的电流。FET具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大等优点，广泛应用于放大器、振荡器、电压放大器等电子电路中。02场效应管特性描述场效应管输入电压与输出电流之间的关系。转移特性描述了场效应管输入电压与输出电流之间的关系。当栅极电压发生变化时，漏极电流会相应地发生变化，表现出较强的输入控制作用。转移特性输出特性描述场效应管在不同源极-漏极电压下的工作表现。输出特性曲线描述了场效应管在不同源极-漏极电压下的工作表现。在不同的源极-漏极电压下，漏极电流会表现出不同的变化趋势，从而表现出非线性电阻特性。描述场效应管内部噪声的来源和特性。噪声特性是衡量场效应管性能的重要参数之一。场效应管的噪声主要来源于热噪声和闪烁噪声，这些噪声会对电路的性能产生影响，因此在设计电路时应充分考虑噪声的影响。噪声特性描述场效应管在不同频率下的响应和性能表现。频率特性是衡量场效应管在高频信号处理能力的重要参数。在场效应管的高频响应区域，其转移特性和输出特性将发生变化，表现出不同的频率响应特性。频率特性03场效应管应用VS场效应管在放大电路中，能够提供高输入阻抗、低输出阻抗和高增益的特性，使得信号得到有效放大。场效应管作为放大元件，其输入电阻极高，可以轻易地实现电压放大。同时，由于其输出电阻较低，使得信号在放大过程中不易失真，保持了较好的线性度。此外，场效应管还具有增益高的优点，使得信号在放大过程中得到显著提升。放大电路场效应管在开关电路中，以其高速的开关特性和低导通电阻的优点，广泛应用于逻辑电路、开关电源等领域。由于场效应管具有极高的开关速度，因此可以快速地开启和关闭电路。在开关电源中，场效应管作为开关元件，能够实现高效、快速的能量转换。同时，由于其导通电阻较低，降低了能量损耗，提高了电路的效率。在逻辑电路中，场效应管作为逻辑门元件，可以实现高速的逻辑运算。开关电路场效应管在振荡电路中，以其优良的频率特性和高速开关能力，实现了高稳定度和高精度的振荡频率。由于场效应管的频率特性较好，因此可以用于产生高稳定度和高精度的振荡频率。在通信、雷达、无线电等领域中，这种特性使得场效应管成为重要的振荡元件。同时，场效应管的开关速度也使得振荡电路具有较高的响应速度和动态性能。振荡电路04场效应管参数场效应管正常工作所需的最低栅极电压。当栅极电压低于开启电压时，场效应管处于截止状态。开启电压当栅极电压达到开启电压时，流过漏极的电流。它是衡量场效应管性能的重要参数。漏极电流场效应管导通时的电阻，它影响场效应管的直流压降。导通电阻越小，场效应管的性能越好。导通电阻栅极与源极之间的电阻，用于衡量栅极与源极之间的接触电阻。栅极电阻越小，场效应管的性能越好。栅极电阻直流参数输出阻抗场效应管的输出电阻，用于衡量场效应管输出端的负载能力。输出阻抗越小，场效应管的负载能力越强。跨导场效应管漏极电流变化量与相应栅极电压变化量的比值，用于衡量场效应管的放大能力。跨导越大，场效应管的放大能力越强。频率响应场效应管的工作频率范围，以及在不同频率下的放大能力。频率响应是衡量场效应管性能的重要参数。输入阻抗场效应管的输入电阻，用于衡量场效应管输入端的负载能力。输入阻抗越大，场效应管的负载能力越强。交流参数最大漏极电流最大耗散功率最大栅极电压最大源极电压极限参数01020304场效应管允许的最大漏极电流。超过该电流值可能会损坏场效应管。场效应管在工作过程中所能承受的最大功率损耗。超过该功率可能会损坏场效应管。场效应管允许的最大栅极电压。超过该电压可能会损坏场效应管。场效应管允许的最大源极电压。超过该电压可能会损坏场效应管。05场效应管与晶体管的比较通过改变电场来控制沟道的导电状态，从而控制电流的通断。场效应管利用半导体材料的特性，通过控制基极电流来控制集电极和发射极之间的导电状态。晶体管工作原理比较场效应管转移特性曲线和输出特性曲线。晶体管输入特性曲线、输出特性曲线和转移特性曲线。特性曲线比较主