2021学时：习题课及第5章场效应管及其放大电路-PPT精品文档
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场效应管及其放大电路PPT课件
金属 Metal
氧化物 Oxide
半导体 Semiconducto
r
表示符号 G
G S
D
S D
N+
N+
P
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P沟道增强型MOSFET的结构
表示符号
D
G
S
G
D
S
P+
P+
N
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N沟道增强型MOSFET的工作原理
与JFET相似， MOSFET的工作 原理同样表现在：
–
vDS +
(2) 动态：能为交流信号提供通路。
场效应管（FET）放大电路的分析方法：
静态分析：估算法、图解法。 动态分析：微变等效电路法。
第33页/共92页
4.5.1 静态工作点与偏置电路 但由于两种放大器件各自的特点，故不能将双极 性三极管放大电路的三极管简单地用场效应管取代， 组成场效应管放大电路。
双极性三极管是电流控制器件，组成放大电路时， 应给双极性三极管设置偏置偏流。
绝缘栅场效应管（MOSFET）
特点
单极型器件(一种载流子导电)；
输入电阻高；（≥107～1015） 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 噪声低、成本低等。
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FET分类：
FET 场效应管
JFET 结型
MOSFET 绝缘栅型
N沟道（相当于NPN）
（耗尽型） P沟道（相当于PNP）
增强型
N沟道（NPN） P 沟道 （PNP）
6．场效应管制造工艺简单，且具有功耗低等优点；因而场 效应管易于集成，被广泛用于大规模和超大规模集成电路 中。
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结型场效应管
氧化物 Oxide
半导体 Semiconducto
r
表示符号 G
G S
D
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N+
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P沟道增强型MOSFET的结构
表示符号
D
G
S
G
D
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P+
P+
N
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N沟道增强型MOSFET的工作原理
与JFET相似， MOSFET的工作 原理同样表现在：
–
vDS +
(2) 动态：能为交流信号提供通路。
场效应管（FET）放大电路的分析方法：
静态分析：估算法、图解法。 动态分析：微变等效电路法。
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4.5.1 静态工作点与偏置电路 但由于两种放大器件各自的特点，故不能将双极 性三极管放大电路的三极管简单地用场效应管取代， 组成场效应管放大电路。
双极性三极管是电流控制器件，组成放大电路时， 应给双极性三极管设置偏置偏流。
绝缘栅场效应管（MOSFET）
特点
单极型器件(一种载流子导电)；
输入电阻高；（≥107～1015） 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 噪声低、成本低等。
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FET分类：
FET 场效应管
JFET 结型
MOSFET 绝缘栅型
N沟道（相当于NPN）
（耗尽型） P沟道（相当于PNP）
增强型
N沟道（NPN） P 沟道 （PNP）
6．场效应管制造工艺简单，且具有功耗低等优点；因而场 效应管易于集成，被广泛用于大规模和超大规模集成电路 中。
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结型场效应管
场效应管及其基本放大电路专业课件PPT
uGD=UGS(off)，则虚线上各点对应的 uDS=uGS-UGS(off)。
特点：
u u
1、iD几乎与uDS成线性关系，管子相当于线性电阻。
2、改变uGS时，特性曲线斜率变化，因此管子漏极欲源极之间 可以看成一个由uGS控制的线性电阻，即压控电阻。uGS愈负,特 性曲线斜率愈小,等效电阻愈大。
（2）恒流区（饱和区）
3.1.1结型场效应管（JFET）的结构
结型场效应管是一种利用耗尽层宽度改变导电沟道的宽窄 来控制漏极电流的大小的器件。它是在N型半导体硅片的两侧 各制造一个PN结，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。P区 即为栅极g(G)，N型硅的一端是漏极d(D)，另一端是源极s(S)。
箭头方向表示栅结正偏或正偏时栅极电流方向。
把开始形成反型层的
uGS值称为该管的开启电 压UGS(th)。
N沟道增强型MOSFET特性曲线
i u
i
uU
u
u
u
u
u
输出特性
u
u
转移特性曲线
在 恒 iD I 流 D 0 (U u G G (tS 区 ) h S -1 )2 I ， D 0 是 u G S 2 U G S时 (th iD ) 值 的
(c)进这一时步，增若加在u漏GS，源当间u加GS电＞压UGuSD(tSh，)
UDS
就时能，产由生于漏此极时电的流栅极iD，电即压管已子经开比较
启强。，栅极下方的P型半导体表层中
聚集较多的电子，将漏极和源极沟
通就u沟G，可道S值形以电越成形阻大沟成越，道漏小沟。极，道如电在内果流同自I此样D由。时u电在DuSD子栅S电>越极0压，多下， 方作导用电下沟，道i 中D 越的大电。子这，样因，与就P型实区 的现载了流输子入空电穴压极uG性S 相对反输，出故电称流为i D反 型的层控。制随。着uGS的继续增加，反型
场效应管及其放大电路最新课件
交流小信号等效电路。 （3）求动态参数
(1) U G S Q U G Q U SQ
计算RQg1R点g2：Rg2VDU DGISDQQRRSgR1gR2g2VDDIDQ R s
ID QID S(S1U UG GSSoQ)f 2f
再求： UDSQ =VDD- IDQ (RD + Rs ) 场效应管及其放大电路最新课件
场效应管及其放大电路最新课件
增强型MOS管uDS对iD的影响 刚出现夹断
iD随uDS的增 大而增大，可
uGD＝UGS（th）, 预夹断
变电阻区
uDS的增大几乎全部用 来克服夹断区的电阻
iD几乎仅仅 受控于uGS，恒 流区
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？
3. 场效应管的分类 工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性
结型PN沟 沟道 道((uuGGS＞ S＜00， ，uuDDS＜ S＞00)) 场效应管 绝缘栅型 耗 增尽 强型 型 PPN N沟 沟 沟 沟道 道 道 道((((uuuuG GG GSS＜ 极 SS＞ 极00， 性 ， 性uuD任 D任 S＜ S＞意 0意 0)u)uD， D， S＜ S＞00))
恒 流
区
区
低频跨导：
夹断区（截止区）
iD几乎仅决 定于uGS
击 穿 区
夹断电压
gm
iD uGS
UDS常量
不同型号的管子UGS（off）、IDSS 将不同。
场效应管及其放大电路最新课件
转移特性
iD f (uGS)UDS常量
场效应管工作在恒流区，因而uGS＞UGS（off）且uGD＜UGS（off）。
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
(1) U G S Q U G Q U SQ
计算RQg1R点g2：Rg2VDU DGISDQQRRSgR1gR2g2VDDIDQ R s
ID QID S(S1U UG GSSoQ)f 2f
再求： UDSQ =VDD- IDQ (RD + Rs ) 场效应管及其放大电路最新课件
场效应管及其放大电路最新课件
增强型MOS管uDS对iD的影响 刚出现夹断
iD随uDS的增 大而增大，可
uGD＝UGS（th）, 预夹断
变电阻区
uDS的增大几乎全部用 来克服夹断区的电阻
iD几乎仅仅 受控于uGS，恒 流区
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？
3. 场效应管的分类 工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性
结型PN沟 沟道 道((uuGGS＞ S＜00， ，uuDDS＜ S＞00)) 场效应管 绝缘栅型 耗 增尽 强型 型 PPN N沟 沟 沟 沟道 道 道 道((((uuuuG GG GSS＜ 极 SS＞ 极00， 性 ， 性uuD任 D任 S＜ S＞意 0意 0)u)uD， D， S＜ S＞00))
恒 流
区
区
低频跨导：
夹断区（截止区）
iD几乎仅决 定于uGS
击 穿 区
夹断电压
gm
iD uGS
UDS常量
不同型号的管子UGS（off）、IDSS 将不同。
场效应管及其放大电路最新课件
转移特性
iD f (uGS)UDS常量
场效应管工作在恒流区，因而uGS＞UGS（off）且uGD＜UGS（off）。
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
《场效应管放大器》课件
《场效应管放大器》ppt课件
目录
• 场效应管放大器概述 • 场效应管放大器的工作模式 • 场效应管放大器的电路设计 • 场效应管放大器的性能指标
目录
• 场效应管放大器的应用实例 • 场效应管放大器的常见问题与解决方
案
01
场效应管放大器概述
定义与工作原理
01
定义
场效应管放大器是一种电子放 大器，利用场效应管的电压放
减小温漂
偏置电路应具有较低的温度系数 ，以减小温度变化对放大器性能 的影响。
抑制干扰
偏置电路应具有一定的抗干扰能 力，以减小外部干扰对放大器性 能的影响。
04
场效应管放大器的性能指 标
电压增益
01
电压增益是指放大器输出电 压与输入电压之比，用于衡 量放大器对信号的放大能力
。
02
电压增益的大小直接影响放 大器的线性范围和失真程度
电流控制模式
总结词
电流控制模式是指通过改变源极或漏极的电流来控制输出信号的大小，从而实现放大信号的目的。
详细描述
在电流控制模式下，场效应管放大器的输入信号加在源极或漏极上，通过改变源极或漏极的电流来控 制输出信号的大小。这种模式下，场效应管放大器的输出信号与输入信号成正比，具有线性放大特性 。
跨导控制模式
详细描述
音频放大器设计通常需要考虑音质、失真和效率等因素。场 效应管具有低失真、高带宽和低噪声等优点，适合用于音频 放大。在设计时，需要根据音频信号的特性和要求选择合适 的场效应管和电路拓扑。
射频放大器设计
01
总结词
02
详细描述
射频放大器是场效应管放大器的另一个重要应用，用于放大射频信号 ，如无线通信、雷达和卫星通信等。
目录
• 场效应管放大器概述 • 场效应管放大器的工作模式 • 场效应管放大器的电路设计 • 场效应管放大器的性能指标
目录
• 场效应管放大器的应用实例 • 场效应管放大器的常见问题与解决方
案
01
场效应管放大器概述
定义与工作原理
01
定义
场效应管放大器是一种电子放 大器，利用场效应管的电压放
减小温漂
偏置电路应具有较低的温度系数 ，以减小温度变化对放大器性能 的影响。
抑制干扰
偏置电路应具有一定的抗干扰能 力，以减小外部干扰对放大器性 能的影响。
04
场效应管放大器的性能指 标
电压增益
01
电压增益是指放大器输出电 压与输入电压之比，用于衡 量放大器对信号的放大能力
。
02
电压增益的大小直接影响放 大器的线性范围和失真程度
电流控制模式
总结词
电流控制模式是指通过改变源极或漏极的电流来控制输出信号的大小，从而实现放大信号的目的。
详细描述
在电流控制模式下，场效应管放大器的输入信号加在源极或漏极上，通过改变源极或漏极的电流来控 制输出信号的大小。这种模式下，场效应管放大器的输出信号与输入信号成正比，具有线性放大特性 。
跨导控制模式
详细描述
音频放大器设计通常需要考虑音质、失真和效率等因素。场 效应管具有低失真、高带宽和低噪声等优点，适合用于音频 放大。在设计时，需要根据音频信号的特性和要求选择合适 的场效应管和电路拓扑。
射频放大器设计
01
总结词
02
详细描述
射频放大器是场效应管放大器的另一个重要应用，用于放大射频信号 ，如无线通信、雷达和卫星通信等。
电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
1. 最大漏极电流IDM
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
场效应管放大电路
第五章 场效应管放大电路1、 图1所示场效应管工作于放大状态，ds r 忽略不计，电容对交流视为短路。
跨导为m 1ms g =。
（1）画出电路的交流小信号等效电路；（2）求电压放大倍数uA 和源电压放大倍数us A ；（3）求输入电阻i R 和输出电阻oR 。
题图12、电路如图2所示，场效应管的m 11.3ms g =，ds r 忽略不计。
试求共漏放大电路的源电压增益us A 、输入电阻i R 和输出电阻oR 。
图23、 放大电路如图3所示，已知场效应管的DSS 1.6mA I =，p U = -4V ，ds r 忽略不计，若要求场效应管静态时的GSQ 1V U =-，各电容均足够大。
试求：（1）g1R 的阻值；（2）uA 、i R 及o R 的值。
图34、图4(a)所示电路中的场效应管的转移特性为图4(b)所示，试求解该电路的GS U 、D I 和DS U 。
图45、电路如图5所示，已知FET 的I DSS = 3mA 、U P = －3V 、U (BR)DS = 10V 。
试问在下列三种条件下，FET 各处于哪种状态？(1) R d = 3.9k Ω；(2) R d = 10k Ω；(3) R d = 1k Ω。
VT+V DD R gR d图56、源极输出器电路如图6所示，已知场效应管在工作点上的互导m 0.9ms g ，ds r 忽略不计，其他参数如图中所示。
求电压增益u A 、输入电阻i R 和输出电阻oR 。
图6填空题1、双极型半导体三极管是器件，而场效应管属于器件。
2、对于MOSFET，用来描述栅源电压对漏极电流控制能力大小的参数称为。
3、在MOSFET中，在漏源电压一定的条件下，用以描述漏极电流与栅源电压之间关系的曲线称为。
4、在N沟道的MOSFET的电路中，若栅源电压已大于开启电压，漏源电压在某一变化区域内，漏极电流会随着漏源电压的增大而增大，说明此时MOSFET工作于区。
5、在构成放大器时，可以采用自给偏压电路的场效应管是场效应管。
场效应管及其基本放大电路PPT学习教案
增强型 耗尽型
N沟道(uGS＞0，uDS＞0) P沟道(uGS＜0，uDS＜0) N沟道(uGS极性任意， uDS＞0) P沟道(uGS极性任意， uDS＜0)
uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＞0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＜0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？
uGS>UGS(th) ， uGD<UGS(th)
④ 击穿区：
当UDS大于击穿电压时，栅 —漏耗尽层被破坏，价电 子被大量激发，iD大增。
第13页/共57页
（2）转移特性曲线： iD f (uGS ) UDS
G +
uGS
-
iD
D +
uDS
-
S
iS
iD /mA
4 3
UDS = 10 V
2
1 UGS (th) 开启电压
iD
D +
uDS
G
当|UGS|增加时， 导电沟道均匀变窄， 沟道电阻增加。
当UGS<UGS(off)时， 导电沟道消失， 沟道电阻→∞。
+
-uGSS来自iS-沟道宽 度
UGS(OFF)
0 UG
S
UGS(off)—夹断电压。对于N沟道， UGS(off)<0
第5页/共57页
2） uDS 对沟道的控制作用 设uGS 0，uDS > 0， uGD = uGS - uDS
UGD<UGS(th) , UGD<UGS(off) D端夹断
可变阻区 UGS>UGS(th) , UGS>UGS(off) S端开启
UGD>UGS(th) , UGD>UGS(off) D端开启
电子技术基础课件 第五章 场效应管及其基本放大电路
受管子最高工作温度的限制
3. 最大漏源电压V(BR)DS 发生雪崩击穿、iD 开始急剧上升时的vDS值 4. 最大栅源电压V(BR)GS 栅源间反向电流开始急剧增加时的vGS值
5.2 MOSFET放大电路 场效应管具有体积小、重量轻、耗电省、寿命 长、输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐 射能力强等优点，而且集成度高，因此越来越 广泛的应用于各种电子设备中 FET的3个极与BJT的3个极存在对应关系：
vGS
vDS
g N P
d N
vGS足够大时（vGS> VT ） 感应出足够多电子，这 里出现以电子导电为主 的N型导电沟道
正电荷 积累
在漏源电源作用下开 始导电时的栅源电源 称为开启电压VT
vGS作用下，P衬底中的空穴受到电场力的排斥，形成 负离子的耗尽层；同时电子被吸引到衬底表层 导电沟道相当于电阻将d-s连接起来，vGS越大电阻越小
g
s
s
g
d
P 沟道增强型
d
P
P
g
N s
g
s d
P 沟道耗尽型
d
g
P N P
预埋了导电沟道
s
2. 工作原理
MOSFET利用栅源电压的大小，来 改变半导体表面感生电荷的多少， 从而控制漏极电流的大小
vGS=0时
vDS
iD=0 对应截止区
d-s间相当于两 个反接的PN结
s N
g
d N P
vGS>0时 s
iD
s N P g d N
随着vDS上升，由于沟道存在电位梯度，导电沟道呈楔形
3. V－I 特性曲线及大信号特性方程
（1）输出特性及大信号特性方程
iD=f (vDS)|vGS=constant
第5章--场效应管及其基本放大电路分析PPT课件
VGG
(uGS)
s
只要不出现夹断区域，沟 道电阻基本决定于uGS， iD随uDS增大线性增大。
2、当uGS为UGS(off) ~ 0 中某一个固定值时，uDS 对漏极电流iD的影响
d iD
(3) 当uDS增大到使uGD=UGS(off)时
g
耗尽层一端出现夹断区。
VDD (uDS)
—称uGD=UGS(off)为预夹断
iD=2.2mA uDS=VDD-RdiD=15-5×2.2 = 4V
当UGS=10V时的预夹断电压为：
管uo子u工R DdS作R =duR 在sGdS可s-V U变D GD 电S (th5 阻) 3 =区3 1 0。1 -4 5 =R5 d6.s6 VV U ID DS11303 3k
例2 电路如图所示，试分析UI为0V、8V和10V 三种情况下Uo为大？
g
N
栅极
N沟道
P沟道
P沟道管的结构示意图和符号
导电沟道
d 漏极 耗尽层
N
g
P
栅极
s 源极 d
s 源极 d
g s
g s
一、结型场效应管的工作原理
为使N沟道场效应管正常工作，应在栅-源之间加负向电 压(UGS<0)，保证耗尽层承受反向电压；漏-源之间加正 向电压uDS，形成漏极电流iD。
d
g
N
改变栅-源之间的电压uGS， 就可以改变耗尽层的宽度和 沟道宽度，沟道电阻随之改 变，从而改变漏极电流iD。
沟道增强型管mos沟道增强型沟道增强型mosmos结构示意图和符号结构示意图和符号型硅为衬底型硅为衬底二氧化硅二氧化硅siosio绝缘保护层绝缘保护层两端扩散出两两端扩散出两个高浓度的个高浓度的底之间形成两底之间形成两pnpn由衬底引出电极由衬底引出电极由高浓度的由高浓度的区引出的源极区引出的源极由另一高浓度由另一高浓度区引出的漏区引出的漏由二氧化硅层表由二氧化硅层表面直接引出栅极面直接引出栅极杂质浓度较低杂质浓度较低电阻率较高电阻率较高型硅为衬底型硅为衬底大多数管大多数管子的衬底子的衬底在出厂前在出厂前连在一起连在一起铝电极金因为栅极和漏极源极之间是绝缘的称绝缘栅型场效压就可改变衬底靠近绝缘层处的感应电荷的多少从而控制漏极电流
场效应管放大电路介绍课件
⑦ 输出电阻rd：
rd
vDS iD
VG S
12
4.3 金属-氧化物-半导体场效应管
FET 场效应管
JFET 结型
MOSFET 绝缘栅型
N沟道 （耗尽型）
P沟道 N沟道
增强型 P沟道
N沟道 耗尽型
P沟道
13
4.3.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构
14
4.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 s 二氧化硅
d
d
d
P+
P+
P+
P+
P+
P+
g
g
g
N
N
N
s
s
s
8
2. 工作原理 ③ VGS和VDS同时作用时
9
4.1.1 JFET的结构和工作原理 综上分析可知
• 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 • 预夹断前iD与vDS呈近似线性关系；
反偏的PN结 —— 反偏电压控制耗尽层
栅极G(g)
源极S(s)
6
4.1.1 JFET的结构和工作原理
2. 工作原理 ① VGS对沟道的控制作用
② VDS对沟道的影响
• VGS=0
• VGS＜0 (反偏)
• VGS= VP
|VGS | 增加 耗尽层加厚 沟道变窄 沟道电阻增大
全夹断（夹断电压）
耗尽层 d
Rc
CC：Re
//
(
Rs
// Rb )
1
rbe
CB：
场效应管及其基本电路PPT课件
纵向电场作用：在沟道造成楔型结构（上窄下宽）
图3.1.3 uDS
29.07.2020
B0400091S 模拟电子线路A
13
I D 几乎不变 沟道局部夹断
D
G P
P UDS
UGS S
(b) uGD<UGSoff（预夹断后）
由于夹断点与源极间的沟道长度略有缩短，呈现的沟道 电阻值也就略有减小，且夹断点与源极间的电压不变。
•NJFET结构上相当于NPNBJT
•电极G-B S-E D-S 相对应
•N沟道JFET iD>0
D
C
B
G
S
E
29.07.2020
B0400091S 模拟电子线路A
9
、结型场效应管的工作原理
iDf(uG,SuD)S D
N
G
P
P
S
(a) UGS =0，沟道最宽
图3.1.2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图
结型场效应三极管漏源电压对沟道的控制作用.avi
29.07.2020
B0400091S 模拟电子线路A
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沟道夹断 uGSUGS off
沟道预夹断 1.uGS UGSoff;
2.uGDUGSoff
or u D S u D G u G S u G S U GSof
沟道局部夹断 1.uGS UGSoff;
3.1.3 场效应管的参数
一、直流参数
二、极限参数
三、交流参数
3.2 场效应管工作状态分析及其偏置电路
3.2.1 场效应管工作状态分析
一、各种场效应管的符号对比
二、各种场效应管的特性对比
三、BJT与FET工作状态的对比
第5章场效应管放大电路 65页PPT文档
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算 电流源作偏置的NMOS共源极 放大电路(例5.2.3）
静态时，vI＝0，VG ＝0，ID ＝I IDK n(VG SVT)2 （饱和区） VS ＝ VG － VGS
VDS ＝ VD － VS =VDD－IDRD－ VS
电流源偏置
rdso
dvDS diD
1 vGS常 数2Kn(vGSVT)
rdso是一个受vGS控制的可变电阻
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
3. V-I 特性曲线 （1）输出特性
② 可变电阻区
iD 2 K n(v G S V T )v DS rdso2Kn(vG 1SVT)
其中
KnK2n
5.1.5 MOSFET的主要参数
一、直流参数
1. 开启电压VT （增强型参数） 2. 夹断电压VP （耗尽型参数） 3. 饱和漏电流IDSS （耗尽型参数） 4. 直流输入电阻RGS （109Ω～1015Ω ）
二、交流参数
1. 输出电阻rds
rds
vDS iD
VG S
5.1.5 MOSFET的主要参数
2. 小信号模型分析
（2）放大电路分析（例5.2.6）
Avv voi
(gmvgs)(R||rds) vgsgmvg(sR||rds)
IDQ
gmvgs
Kn
v
2 gs
静态值 （直流）
动态值 （交流）
非线性 失真项
当，vgs<< 2(VGSQ- VT )时，iD IDQ gmvgs IDQid
5.2.1 MOSFET放大电路
3. 小信号模型分析 （1）模型 iD IDQ gmvgs IDQid
MOS场效应管放大电路(课堂PPT)
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3、共漏放大电路的分析
• ② 输入电阻：
Ri Rg3Rg1//Rg2
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3、共漏放大电路的分析
③ 输出电阻：
•
•
•
IO
UO RS
•
gmUgs
UO RS
•
gm(UO)
( 1 RS
•
gm)UO
•
Us置零后，电路输入部分无电流流过，所以g点电压与d点相同
RO U• O IO
1 RS
1 gm
RS 1gmRS
源电压为负，获得合适的工作点。
U SQ I DQ R S U GSQ U GQ U SQ
0 U SQ I DQ R S
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一、场效应管的偏置电路
• 对于增强型MOSFET，由于uGS=0时，iD=0，故一定 要采用分压式偏置或混合式偏置方式，如图所示：
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一、场效应管的偏置电路
UGQ
UA
RS
//1 gm
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4、共栅放大电路的分析
• ⑴电路结构 一个共栅放大器的电路图如下：
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4、共栅放大电路的分析
• ⑵交流性能分析 • 先画出交流通路：
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4、共栅放大电路的分析
• ⑵交流性能分析 • 再画出交流等效电路：
41
4、共栅放大电路的分析
• 再根据等效电路计算交流性能：
•
•
•
Au
U
U DS V Q D D ID(Q R D R S)
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三、场效应管的动态分析
• 1、场效应管的小信号等效模型 • 2、共源放大电路的分析 • 3、共漏放大电路的分析 • 4、共栅放大电路的分析
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场效应管的低频小信号等效模型
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2. 低频响应
①低频等效电路 Rb=（Rb1 || Rb2）远大于Ri
1 Re C e
I ，C >>C I e c e b2
Ri
C C b1 e C 1 ( 1) C C b1 e
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2. 低频响应
②低频响应
A V SL β R 1 1 V L o R r 1 j / ωC R r 1 j / ωC R R Vs s be 1 s be b2 c L
12 V
3k 1k
3V
6k
12 V
2、已知稳压管的稳压值UZ＝6V，稳定电流的最小值IZmin＝ 5mA。下图所示电路中UO1为（ 6V），UO2为（ 5V ）。
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3 、 分别判断下 图所示各电路中 晶体管是否有可 能工作在放大状 态。 解： （a）可能 （b）可能 （c）不能 （d）不能，T 的发射结会因电 流过大而损坏。 （e）可能
1. BJT的高频小信号模型
混合型高频小信号模型
VT rbe ( 1 β ) IEQ r r r b b be b e
gm
V b' e
I b
IEQ V T
1
单级共射极放大电路的频率响应高频响应
2
单级共射极放大电路的频率响应高频响应 Nhomakorabea3
2. 低频响应
①低频等效电路
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4、判断下列说法是否正确，凡对的在括号内打“√”，否则打 √ “×”。 （1）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（ ） （2）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时， × 任何放大电路的输出都毫无变化；（ ） （3 ）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。 × （ ） （4）现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100， 将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为 10000。( ) × (5) 阻容耦合多级放大电路各级的Q点相互独立，( √ )它只能 放大交流信号。(√ ) (6) 直接耦合多级放大电路各级的Q点相互影响，( √ )它只能放 大直流信号。( × ) (7)只有直接耦合放大电路中晶体管的参数才随温度而变化。
(
×
)
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基本放大电路
一、试分析下图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简 述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
解：（a）不能。因为输入信号被VBB短路。 （b）可能。 （ c ）不能。因为输入信号作用于基极与地之间，不 16 能驮载在静态电压之上，必然失真。
二、判断所示各两级 放大电路中，T1和T2 管分别组成哪种基本 接法的放大电路。设 图中所有电容对于交 流信号均可视为短路。 （a）共射，共基 （b）共射，共射
相频响应 ＝－180－arctan(－ fL1 / f) ＝－180 ＋arctan(fL1/f)
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2. 低频响应
②低频响应
包含fL2的幅频响应
*4.7.4 单级共集电极和共基极放大电路的高频响应 (自学）
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4.7.5 多级放大电路的频率响应 1. 多级放大电路的增益
R o 1 + V
2 2 ) 两级的增益为 ( 即两级的带宽小于单级带宽。 0 . 707 A 0 . 5 A 。 V M1 V M1
• 多级放大电路 的通频带比它 的任何一级都 窄。
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*4.8 单级放大电路的瞬态响应
不作要求，有兴趣者自学
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第四章 结 束
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习题课
一、选择题、填空题和判断题 1、电路如左图所示，晶体管VBE = 0.7 V ， = 50，则晶体管工作在 （ ）。 (a)放大区 截止区 (b)饱和区 (c)
当 fL14fL2 下限频率取决于 fL1
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2. 低频响应
A VS M A VS L [ 1 j( f / f )][ 1 j( f / f )] L1 L2
②低频响应
1 A A VS L VS M 1 j( fL1 / f)
幅频响应
|20 | 20 lg |A lg |A VS L VS M 20 lg 1 1( fL1 / f )2
i 1
R o 2 +
R i 1
-
+ V A V o1 i 1 -
V o1
-
R i 2
V V A o V o 2 i2
-
+
+ R L
( ( ( (j) V j )V j ) V ) V o1 o2 o nj o A ) V (j ( V ) V j )V ( j ) V j ) i (j i( o1 o( n -1)
RC 3.3kΩ + C2
（c）共射，共射
（d）共集，共基 （f）共基，共集
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三 、若电容Ce开路，则将引起 电路的哪些动态参数发生变化？ 如何变化？
输入电阻增大，电压增益减小，频带变宽
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k， 50 ， 四、放大电路如图1所示， 已知晶体管的 r be 1
要求：(1) 试求放大电路的电压放大倍数，输入电阻，输出电阻； (2) 设输出电压的波形出现如图2的失真情况， 试问改变偏流电 RB 阻 的大小能否消除失真？为什么？若负载电阻和输入信号 均不变，怎样才能消除上述失真。
( ( ( A j) A j) A j) V 1 V 2 Vn
• 前级的开路电压是下级的信号源电压
• 前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗
• 下级的输入阻抗是前级的负载
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4.7.5 多级放大电路的频率响应 2. 多级放大电路的频率响应
（以两级为例）
。 当两级增益和频带均相同时， 则单级的上下限频率处的增益为 0 .707 A V M1
中频区(即通常内)源电压增益(忽略基极偏置电 阻Rb）
R L 当 A V SM
R s r be 1 fL1 2 π C R r ) 1( s be 1 fL2 2 π C (R R ) b2 c L
A VS M 则 A VS L [ 1 j( f / f )][ 1 j( f / f )] L1 L2