三极管场效应管介绍.ppt

1、通 知 一、请同学们到校网10.11.11.110上的王小海目录下下载二个软件： 1 . Pspice8模拟电路仿真软件 2 .ISPSYN 数字电路设计、仿真软件,二、实验课从下周开始，希相互转告（包括本学期不选电子课的同学）,半导体材料SiGe,高度提纯后成为本征半导体,本征半导体共价键结构和本征热激发电子空穴对示意图,本征半导体,N型半导体,P型半导体,掺入五价元素 P（磷）,掺入三价元素B(硼）,PN结加正向电压（PN结正偏）,PN结正偏后内电势降低有利多子扩散载流子从电源获得补充产生较大正向电流PN结导电,P型和N型半导体结合在一起后如何形成PN结？,PN结加反向电压（PN结反偏）,

2、PN结的单向导电性：正偏导电，反偏截止（不导电）。,内外电场方向相同，空间电荷区变得更加宽，多子根本无法扩散，只有少子在电场力作用下的产生漂移运动，PN结流过极小的电流，PN结不导电。,PN结特性,特性曲线,数学模型,主要特性,单向导电特性,半导体二极管电路,大信号模型,理想开关模型,恒定压降模型,把工作点附近的某一小段特性等效（近似）成一条直线用一电阻等效,小信号模型（动态模型或交流模型）,二极管电路举例,例一、在图示所示的电路中，D1、D2是理想二极管， ，试画出 和 的波形图。,解：由于稳压管经电阻接有12V电压，所以稳压管击穿，其二端电压即为6V，D2始终不导电，D1只有在 大于6V后

3、导电，一经D1导电，输出 就是6V电压。波形如图。,例二、图示电路是一个双向限幅电路，设二极管为理想元件，输入电压从0V变化至100V，试画出电路的电压转输特性（ 曲线）。,解：设D1、D2均导电，则可写出两个回路方程：,可见，D1导电的条件是：,D2导电的条件是：,当,D1导电，D2截止，,其中,当,D1、D2均导电，,所以，电压传输特性如图：,半导体三极管电路,两个PN结的一种半导体器件,NPN结构,PNP结构,要有电流放大作用时，对器件结构等的要求,工艺结构要求：,E区面积大，多子浓度最高； C区面积最大，多子浓度最低； B区小而窄，多子浓度较低。,各电集间的电流关系以基极电流 为输入，

4、集电极电流 为输出时：,其中,基极开路时，流过CE间电流穿透电流,射极开路时，流过CB间电流反向饱和电流,晶体三极管的输入/输出特性,输入特性曲线,输出特性曲线,晶体三极管的四种工作状态及等效模型,电路中的电流、电压,电路 偏置,等效 电路,电路中的电流、电压,电路 偏置,等效 电路,晶体管等效成一个授控源（CCCS）,IBS是三极管饱和基极电流，在下面讲。, 饱和工作状态,条件：发射结（ ）正向偏置，集电结（ ）正式向偏置,注意：晶体三极管饱和时的机理？,电路 偏置,等效 电路,电路中的电流、电压,电路 偏置,等效 电路, 倒置工作状态,C极和E极互换后偏置在放大时的工作状态,这时由于集电区

5、多子浓度低，发射电子能力低，所以，此时的电流放大系数,放大电路的三种组态连接（三种连接方式）,放大电路中的输入、输出以及公共电极分别取自三极管B、C、E中的哪个电极。,共射放大电路（CE）,共基放大电路 （CB）,共集放大电路 （CC）,组成放大电路的基本原则,必须保证晶体管工作在放大状态（ 正偏， 反偏 ），信号能顺畅地传输。,用共射放大电路为例加以说明：,=0时，电路变为,直流通路反映直流工,作情况（也称静态）求放大器的静态工作点,放大器直流通路,交流通路如何画交流通路？,直流电源短路，耦合电容短路，其它元器件不变。,其中,放大电路分析,近似估算法常用,图解法不常用,例,放大电路如图，令晶

6、体管,试画出直流通路，求出静态工作点；画出交流通路，说明电路是何种组态的放大电路。,近似估算法, 静态分析,画直流通路,求解直流电路中的电压和电流,戴维南定律等效法,近似估算法,两种方法之间的误差在工程上是完全允许的，所以电子技术上常用估算法处理。,图解法:令已知晶体管的输入和输出特性，而 未知。,戴维南等效后,输入回路负载方程,将它作在输入特性曲线上，决定输入Q点。求得：,输出回路负载方程,将它作在输出特性曲线上，决定静态Q点。求得：,由坐标得：, 动态分析,画交流通路,求解放大电路的技术指标（动态）,如何画法？,其中,场效应管FET,是一种电压控制电流的半导体器件，有结型和绝缘栅两种。,结

7、型场效应管,N沟道结型场效应管,P沟道结型场效应管,绝缘栅场效应管,N沟道增强型（E）和N沟道耗尽型（D）,P沟道增强型（E）和P沟道耗尽型（D）,N沟道结型场效应管的特性曲线,转移特性,漏极特性,可变电阻区；放大区（饱和区、恒流区）；截止区；注意它们的条件和特点,N沟道绝缘栅场效应管的特性曲线,场效应管放大电路,与晶体三极管一样，要解决静态工作点和信号传输问题。,自给偏压,分压式自给偏压,场效应管放大电路的分析,静态分析静态工作点计算（以分压式偏置电路为例）,栅极电位：,源极电位：,栅源电位：,利用转移特性方程,栅源电位：,可解这些方程得到,等,习题1.2.12 分析下面电路的静态偏置和动态工作条件是否满足放大的要求,解(a) 图,输入为零（ ） 时，发射结是否正偏，集电结是否反偏。,的数值范围如何？,从该图可知，静态时集电结被短路了，不可能处于放大时的一结正偏，另一结反偏的偏置，所以该电路不能放大。如果要放大时，应把Rb接电源端改接到地端，并在输入端加接一只电阻，如图所示：,(b) 图,静态偏置不正确，,(c) 图,静