2-4场效应管及放大 电路_图文.ppt

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mos管

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第3章 场效应管及其放大电路 2. 可变电阻区 当uDS很小,|uDS-uGS|<|UGSoff|时,即预夹断前(如图 3―4(a)所示),uDS 的变化直接影响整个沟道的电场强 度,从而影响iD 的大小。所以在此区域,随着uDS的增 大, iD增大很快。 与双极型晶体管不同,在JFET中,栅源电压uGS对 iD上升的斜率影响较大,随着 |UGS|增大,曲线斜率变 ΔuDS ) 小,说明JFET的输出电阻 rDS ( = Δi D 变大。如图3--3(b)所示
第3章 场效应管及其放大电路 (2)UGS 固定,uDS 增大,iD 增大极小。说明在恒流 区,uDS 对iD 的控制能力很弱。这是因为,当uDS 较大 时,UDG增大,靠近漏区的PN结局部变厚,当 |uDS-uGS|>|UGSoff| (3―3) 时,沟道在漏极附近被局部夹断(称为预夹断), 如图3―4(b)所示。此后, uDS再增大,电压主要降到局 部夹断区,而对整个沟道的导电能力影响不大。所以 uDS的变化对iD影响很小。
IGFET
第3章 场效应管及其放大电路
3―1结型场效应管
3―1―1结型场效应管的结构及工作原理 结 型 场 效 应 管 (JunctionFieldEffectTransistor) 简 称 JFET,有N沟道JFET和P沟道JFET之分。图3―1给出 了JFET的结构示意图及其表示符号。
第3章 场效应管及其放大电路
(3―5)
第3章 场效应管及其放大电路 因为UGD=UGS-UDS,当UDS增大,使UGD<UGSth 时,靠近漏极的沟道被首先夹断(如图 3―9所示)。此 后, UDS再增大,电压的大部分将降落在夹断区(此处 电阻大),而对沟道的横向电场影响不大,沟道也从此 基本恒定下来。所以随UDS的增大,iD增大很小,曲线 从此进入恒流区。

场效应管放大电路

场效应管放大电路

这种偏置电路的特点是: 栅极直流偏压直接由电源UGG经电阻Rg供给,因为3DO1是耗 尽型MOS管,故 UGS = - UGG。由于场效应管输入电阻很大, 所以 Ig = 0 。栅偏压是由固定的外加电源供给的,故称为固 定偏置电路。此电路是共源极放大电路。
⑵ 自给栅偏压偏置电路
这种偏置电路的特点是: 在源极上接一个电阻RS,外加电压UDD产生的ID就会在RS 上产 生压降URS ,由于Ig = 0,所以可以得 :UGS = - URS = - ID RS 。 这种电路栅 偏压是由漏极电流流过源极电阻产生的,故称为 自给偏压电路。增强型MOS管不采用此种这种方式。
(mA) ID UGS = 0 V
6
击穿区
rN小
可变电阻区
5
4 3 2
UGS = -1V 放 大 区 UGS = -2V UGS = -3V UGS = -4V
4 8 12 16 20 24
rN大
1 0
截止区
BUDSS
UDS(V)
⑶ 截止区 当|UGS|≥|UP|时,导电沟道完全夹断,电阻rn最大, 漏极电流 ID = 0,管子截止。
id
T2 T1 Id0
T3
Q0
ugso
ugs
从图可以看出当 UGS选在零工作 点,则温度变化时,漏极电流 ID 不变。T1,T2,T3为不同的温度 曲线。
4. 场效应管结构对称,应用灵活 ,方便。有时漏极和源极 可以互换使用,但是当衬底与源极相连在一起是不能互换使 用的。
5. 场效应管的制造工艺简单,有利于大规模集成。 6. 由于MOS场效应管输入电阻高达10¹² KΩ,故受外界静电 场感应产生的电荷不容易泄露,会在栅极上产生很高的电场 强度会引起 SiO2绝缘层击穿损坏管子。焊接时,应将电烙铁 外壳可靠接地。 7. 由于场效应管的跨导小,组成放大电路时,在相同负载 电阻的情况下,其电压放大倍数比三极管放大电路低。

第四章 场效应晶体管及其放大电路

第四章 场效应晶体管及其放大电路

ID
IDSS(1源自U GS U GS(off)
)
2
3. 结型场效应管
结型场效应管的特性和耗尽型绝 缘栅场效应管类似。图4-7 a)、 b) 分别为N沟道和P沟道的结型场效 应管图形符号。
图4-7
使用结型场效应管时,应使栅极与源极间加反偏电压,漏 极与源极间加正向电压。对于N沟道的管子来说,栅源电压应 为负值,漏源电压为正值。
图4-1
(1)工作原理
增强型MOS管的源区(N+)、衬底(P型)和漏区(N+)三者之 间形成了两个背靠背的PN+结,漏区和源区被P型衬底隔开。
当栅-源之间的电压 uGS 0时,不管漏源之间的电源VDD 极 性如何,总有一个PN+结反向偏置,此时反向电阻很高,不能 形成导电通道。
若栅极悬空,即使漏源之间加上电压 uDS,也不会产生漏 极电流 iD ,MOS管处于截止状态。
2) 输出特性曲线 I D f (U DS ) UGS常数
图4-4b)是N沟道增强型MOS管的输出特性曲线,输出特性曲 线可分为下列几个区域。
① 可变电阻区
uDS很小时,可不考虑 uDS 对沟道的影响。于是 uGS一 定时,沟道电阻也一定, 故 iD 与 uDS 之间基本上是 线性关系。
uGS 越大,沟道电阻越
的变化而变化,iD 已趋于饱和, 具有恒流性质。所以这个区域 又称饱和区。
③ 截止区
uGS UGS(th)时以下的区域。
(夹断区)
当uDS增大一定值以后,漏源之间会发生击穿,漏极电流 iD急剧增大。
2. N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的结构
上述的增强型绝缘栅场效应管只有当 uGS U GS(th) 时才能形成导电沟道,如果在制造时就使它具有一个原始 导电沟道,这种绝缘栅场效应管称为耗尽型。

MOSFET工作原理讲分析

MOSFET工作原理讲分析

4 场效应管放大电路
Vi = - Vg s Vo = - g m Vg s R’L Av = Vo / Vi = g m R’L Ri = Rs // (1/ g m ) ; Ro = Rd
——电流跟随器
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
(2) VDS对i D的影响
4 场效应管放大电路
VGS =0,g连s。d,s加电压, 此时g,d反偏。
VGD = VG S - VD S = VP ,预夹断 !
4 场效应管放大电路
P沟道JFET的工作原理
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
P沟道JFET的特性曲线
4 场效应管放大电路
P沟道JFET的特性曲线
3.主要参数
(1)夹断电压 (2)饱和漏电流 (3)最大漏源电压 (4)最大栅源电压 (5)直流输入电阻 (6)低频互导(跨导) (7)输出电阻 (8)最大耗散功率
4 场效应管放大电路
Vo = - g m Vg s R’L
Av = Vo / Vi = - g m R’L /(1+ g m Rs )
Ri = Rg ; Ro = Rd
——反向电压放大
4 场效应管放大电路
Vi = Vg s + g m Vg s R’L = Vg s (1+ g m R’L ) Vo = g m Vg s R’L Av = Vo / Vi = g m R’L /(1+ g m R’L ) < 1 Ri = Rg ; Ro = Rs // (1/ g m ) ——电压跟随器

《模拟电子技术》课件第4章场效应管及其基本放大电路

《模拟电子技术》课件第4章场效应管及其基本放大电路

iD(mA)
vGS=7V vGS=5V
vGS=3V
vDS/V
N沟道增强型MOSFET
3) V-I 特性曲线及大信号特性方程 (1)输出特性
N沟道增强型MOSFET
iD f (vDS ) vGSconst.
① 截止区 当vGS<VT时,导电沟道尚未形 成,iD=0,为截止工作状态。 ② 可变电阻区
p+
p+p+ p+
沟道电阻增大。 3)当│vGS│↑到一定值时 ,
VGVGGG VGG
NN N
沟道夹断。
ss
s
当沟道夹断时,对应的栅源电压
vGS称为夹断电压VP 。
N沟道的JFET,VP <01。5
N沟道JFET工作原理
② vDS对iD的影响 (vGS =0)
1)当vDS=0时,iD=0。
2) vDS iD
短由线于表栅示极在未与加源适极当、栅漏压极前漏均极无与电源接极触之,间无故导称电绝沟缘道栅。极。
§4.1 场效应管
一、金属氧化物-半导体(MOS)场效应管 1.N沟道增强型MOSFET
1)结构(N沟道)L :沟道长度 W :沟道宽度 tox :绝缘层厚度 通常 W > L
3
2)工作原理
s 二氧化硅
§4.1 场效应管
场效应管(Field Effect Transistor简称FET)是一
种电压控制器件,工作时,只有一种载流子参与导电,
因此它是单极型器件。
MOSFET 增强型
绝缘栅型场效应管 耗尽型
FET分类:
JFET
N沟道
结型场效应管 P沟道
N沟道 P沟道
N沟道 P沟道

第4章 场效应管及其基本放大电路

第4章 场效应管及其基本放大电路

恒流区
IDSS/V
G
D S
+
-
VGG
+
V uGS
VDD
-
O
UGS = 0V -1 -2 -3 -4 -5 -6 夹断区 -7 U P 8V
击穿区
uDS /V
特性曲线测试电路
漏极特性
漏极特性也有三个区:可变电阻区、恒流区和夹断区。
各类场效应管的符号和特性曲线 种类 结型 耗 尽 N 沟道 型 结型 耗 尽 P 沟道 型 绝缘 增 栅型 强 N 沟道 型 符号
S
S
VGG
(c) UGS <UGS(off)
(b) UGS(off) < UGS < 0
(2) 漏源电压uDS 对漏极电流iD的控制作用
uGD = uGS -uDS (a)
P+
D
iD
(b)
D
iD
G
N
P+
VDD
+ P+ GP N
P+
VDD
S iS uGS = 0,uGD > UGS(Off) ,iD 较大。
uDS /V
O
UT 2UT
uGS /V
二、N 沟道耗尽型 MOSFET
制造过程中预先在二氧化硅的绝缘层中掺入正离子, 这些正离子电场在 P 型衬底中“感应”负电荷,形成“反 型层”。即使 UGS = 0 也会形成 N 型导电沟道。 UGS = 0,UDS > 0,产生 较大的漏极电流; UGS < 0,绝缘层中正离 子感应的负电荷减少,导电 沟道变窄,iD 减小; UGS = UP , 感应电荷被 “耗尽”,iD 0。
导电沟道是 N 型的, 称 N 沟道结型场效应管。

电子技术基础第三章场效应管及其放大电路

电子技术基础第三章场效应管及其放大电路
• JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制, 来改变导电沟道的宽窄,从而控制漏极电流的大小。
• 预夹断前iD与vDS呈近似线性关系;预夹断后, iD趋于 饱和。
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思考:为什么JFET的输入电阻比BJT高得多?
场效应管的应用小结
• 一是当作压控可变电阻,即非线性电阻来使用, VGS的绝对值 越大,导电沟道就越窄,对应的导电沟道电阻越大,即电压 V电G阻S控使制用电时阻,的导大电小沟,道管还子没工有作出在现可预变夹电断阻;区,当作压控可变
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场效应管的分类
场效应管 FET
结型
JFET
IGFET ( MOSFET ) 绝缘栅型
N沟道 P沟道 增强型
耗尽型
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N沟道 P沟道
N沟道 P沟道
第二节 结型场效应管(JFET)的 结构和工作原理
一、结型场效应管的结构
二、结型场效应管的工作原理
三、结型场效应管的特性曲线 及参数
UDS(sat) ≤│Up│。
JFET的三个状态
• 恒流区(放大区、饱和区) • 可变电阻区 • 截止区
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小结
• 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电,所以 场效应管也称为单极型三极管。
• JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的,因此 iG0,输入电阻很高。
• JFET是电压控制电流器件,iD受vGS控制。
第一节 场效应管概述 第二节 结型场效应管的结构和工作原理 第三节 绝缘栅场效应管的结构和工作原理 第四节 场效应管放大电路
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• 3-1 • 3-4 • 3-6 • 3-12
作业
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第四章:场效应管及放大电路讲解

第四章:场效应管及放大电路讲解

iD
vGS 0 VT
(1-34)
模拟电子
输出特性曲线 iD
vGS>0
0
v DS
(1-35)
耗尽型N沟道MOS管的特性曲线
模拟电子
耗尽型的MOS管VGS=0时就有导电沟道, 加反向电压才能夹断。
iD
转移特性曲线
vGS VT 0
(1-36)
模拟电子
输出特性曲线 iD
vGS>0
vGS=0
vGS<0
P NN
P沟道结型场效应管 D
G
S源极
S
(1-6)
模拟电子
(2)工作原理(以P沟道为例) VDS=0时
PN结反偏,
VGS越大则耗
D
尽区越宽,导 电沟道越窄。G
P
VDS
NN
VGS S
(1-7)
VGS越大耗尽区越 宽,沟道越窄, 电阻越大。
G
但 尽区当宽VG度S较有V小限DS时=,0,时模存耗拟电子 在导电沟道。DS间 D 相当于线性电阻。
Vgs
-
gmVgs
s
+
Rg2
R RL Vo -
(1-56)
中频电压增益
模拟电子
Vo gmVgs (R // RL )
Vgs Vi Vo
Vo gm (Vi Vo )( R // RL )
A Vm

Vo Vi

gm (R // RL ) 1 gm (R // RL )


Rg2 47k
Rg1 2M
Rd 30k
d
g
Rg3
s
10M

R
2k

基本放大电路图教学课件PPT

基本放大电路图教学课件PPT
• (b) Use Multi-sim to verify your results in part (a).
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射-共基放大电路的交流通路 5 共集-共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式:
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻: • ⑷.FET恒流源电路:
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO

Rs

uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点:
• ⑴.无电压放大作用; • ⑵.有电流放大能力;
• ⑶.Ri 较大; • ⑷.Ro较小;
• ⑸.输出跟隨输入改变;
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1

场效应管及放大电路

场效应管及放大电路
场效应管及基本放大电路
场效应管是利用电场效应来控制电流 大小,与双极型晶体管不同,它是多子导 电,输入阻抗高,温度稳定性好、噪声低。 场效应管有两种: 绝缘栅型场效应管MOS 结型场效应管JFET
分类:
JFET 结型 MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道
P沟道
(耗尽型) N沟道
FET 场效应管
ID=f(VDS)VGS=const
输出特性曲线
vGS 在恒流区,iD I D 0 ( - 1) 2 VT
I D 0是vGS 2VT时的iD值
输出特性曲线
(1) 截止区(夹断区) VGS< VT以下区域就是截止区 VGS VT ID=0
iD
(2) 放大区(恒流区) 产生夹断后,VDS增大,ID不变的 区域,VGS -VDS VP VDSID不变 处于恒流区的场效应管相当于一 个压控电流源 (3)饱和区(可变电阻区) 未产生夹断时,VDS增大,ID随着增大的区域 VGS -VDS VP VDSID 处于饱和区的场效应管相当于一个压控可变电阻
夹断 电压
在恒流区时 uGS 2 iD I DSS (1 ) Up
uGD=UGS(off)时称为 预夹断
3. 主要参数
① 夹断电压VP (或VGS(off)): 漏极电流约为零时的VGS值 。 ② 饱和漏极电流IDSS: VGS=0时对应的漏极电流。 ③ 低频跨导gm: 低频跨导反映了vGS对iD的控制作用。gm 可以在转移特性曲线上求得,单位是mS(毫西门子)。
2. 静态工作点
Q点: VGS 、 ID 、 VDS 已知VP ,由
vGS = - iDR
VDS = VDD - ID (Rd + R )

结型场效应管及其放大电路 ppt课件

结型场效应管及其放大电路  ppt课件
(2)取出的MOS器件不能在塑料板上滑动,应用金属盘来盛放待用器件。 (3)焊接用的电烙铁必须良好接地。 (4)在焊接前应把电路板的电源线与地线短接,再MOS器件焊接完成后 在分开。
(5)MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。 (6)电路板在装机之前,要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子, 再把电路板接上去。
1
- 3 .4V
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0
10
20
夹断区
UDS1/8V
( 1 ) 可 变 电 阻 区 。 当 UGS 不 变 , UDS由零逐渐增加且较小时,ID随UDS 的增加而线性上升,场效应管导电沟 道畅通。漏源之间可视为一个线性电 阻RDS,这个电阻在UDS较小时,主要 由UGS决定,所以此时沟道电阻值近似 不变。而对于不同的栅源电压UGS,则 有不同的电阻值RDS,故称为可变电阻 区。
道最宽;靠近漏极端的电位
最高,且与栅极电位差最大,
因而耗尽层最宽,沟道最窄。
由图可知,UDS的主要作用
是形成漏极电流ID。
ppt课件
13
二、结型场效应管
3)UDS和UGS 共同作用的情况:
设漏源间加有电压UDS: 当UGS变化时,电流ID将随沟道电阻的变化而变化。 (1)当UGS=0时,沟道电阻最小,电流ID最大。
① 输出特性 iD f (v ) DS vGSconst. ②转移特性 iD f (v ) GS vDS const.
iD

IDSS (1
vGS )2 VP
(VP vGS 0)
夹断区
VP
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二、结型场效应管
5.场效应管的主要参数
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