MOS管工作原理讲解

精选PPT
VT称为开启电压 12
VGS VDS S GD
VGS较小时，导 电沟道相当于电
阻将D-S连接起
来，VGS越大此 电阻越小。
N
N
P
精选PPT 13
VGS VDS S GD
当VDS不太大 时，导电沟 道在两个N区 间是均匀的。
N
N
P
精选PPT
当VDS较大 时，靠近D 区的导电沟 道变窄。
14
则
AVm
gm Rd 1 gmR
（3）输入电阻
R i
V i I g
Vgs
(Vgs rgs Vgs
gmVgs )R
rgs
rgs(1rgsgm)R
Ri Ri//[Rg3(Rg1//Rg2)] 通常 r g s(1 r gg s m )R [R g 3 (R g/1 R /g)2
பைடு நூலகம்
则 R iR g3 (R g1 //R g)2
o i
gm(R//RL) 1 1gm(R//RL)
（3）输入电阻
R i R g3 (R g1 //R g)2 精选PPT 30
例题
（4）输出电阻
由图有
IT Vgs
IR gmVgs VT
VT R
gmVgs
所以
Ro
V I
T T
1
1 R
gm
R // 1 gm
精选PPT 31
3. 三种基本放大电路的性能比较
精选PPT 19
5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET
耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向 电压才能夹断。
ID
转移特性曲线
UGS VT 0
精选PPT 20
输出特性曲线
ID
UGS>0
UGS=0
UGS<0
0
精选PPT
U DS
21
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 FET的直流偏置及静态分析 • 直流偏置电路 • 静态工作点
组态对应关系： BJT
FET
CE
CS
CC
CD
CB
CG
电压增益：
BJT
FET
CE：
(Rc //RL)
rbe
CC：
(1)(Re//RL) rbe(1)(Re//RL)
CS： gm(Rd//RL)
CD：
gm(R// RL ) 1 gm(R//RL)
击穿区
UGS=5V 4V
-3V
3V
-5V
0
精选PPT
U DS
17
3．特性曲线（增强型N沟道MOS管）
转移特性曲线
ID
在恒流区（线性
放大区，即VGS＞
VT时有：
iD
ID0
vGS VP
2 1
0 VT
UGS
ID0是vGS=2VT时 的iD值。
精选PPT 18
4．参数 P210表5.1.1列出了MOSFET的主要参数。
耗尽型：当vGS＝0时，存在导电沟道，iD0。 增强型：当vGS＝0时，没有导电沟道，iD＝0。
精选PPT 5
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1．结构
S G D 金属铝 D
两个N区
N
N
P
G
P型基底 SiO2绝缘层
S
导电沟道 N沟道增强型
精选PPT 6
SG D
N
N
P
予埋了导 电沟道
D
G S
N 沟道耗尽型
VGS VDS
VDS增加，VGD=VT 时， 靠近D端的沟道被夹断，
称为予夹断。
S GD ID
N
N
P
夹断后，即
使VDS 继续 增加，ID仍
呈恒流特性。
精选PPT 15
3．特性曲线（增强型N沟道MOS管）
精选PPT 16
3．特性曲线（增强型N沟道MOS管）
ID
可变电 阻区
输出特性曲线
线性放 大区
5.2.2 FET放大电路的小信号模型分析法 • FET小信号模型 • 动态指标分析 • 三种基本放大电路的性能比较
精选PPT 22
5.2.1 FET的直流偏置电路及静态分析
1. 直流偏置电路
（1）自偏压电路
（2）分压式自偏压电路
vGS
VGS = - IDR
VGS V G VS
Rg2 Rg1 Rg2
精选PPT 7
SG D
P
P
N
D
G S
P 沟道增强型
精选PPT 8
SG D
P
P
N
予埋了导 电沟道
精选PPT
D
G S
P 沟道耗尽型
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2．工作原理
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。而MOSFET则是利用栅源电压 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。
VDD
IDR
精选PPT
23
2. 静态工作点
Q点： VGS 、 ID 、 VDS
已知VP ，由
vGS = - iDR
VDS = VDD - ID (Rd + R )
iD
IDSS(1
vG S)2 VP
可解出Q点的VGS 、 ID 、 VDS
精选PPT 24
5.2.2 FET放大电路的小信号模型分析法
1. FET小信号模型
（1）低频模型
精选PPT 25
1. FET小信号模型 （2）高频模型
精选PPT 26
2. 动态指标分析
（1）共源电路及其小信号模型
精选PPT 27
2. 动态指标分析
中频小信号模型：
精选PPT 28
2. 动态指标分析
（2）中频电压增益
忽略 rD 由输入输出回路得
Vi Vgs gmVgsR Vg(s1gmR) Vo gmVgsRd
法。
精选PPT 3
场效应管分类：
FET 场效应管
JFET 结型
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道 （耗尽型）
P沟道
增强型
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
精选PPT 4
5.1 金属－氧化物－半导体 （MOS）场效应管
MOSFET简称MOS管，它有N沟道和P沟道之分， 其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种。
精选PPT 10
2．工作原理 （以N 沟道增强型为例）
VGS=0时
VGS VDS
S GD
ID=0
对应截止区
N
N
P
精选PPT
D-S 间相当于 两个反接的 PN结
11
VGS>0时
VGS VDS
S GD
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。
N
N
感应出电子 P
5 场效应管放大电路
精选PPT 1
5.1 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管 5.2 MOSFET放大电路 5.3 结型场效应管(JFET) *5.4 砷化镓金属-半导体场效应管 5.5 各种放大器件电路性能比较
精选PPT 2
掌握场效应管的直流偏置电路及分析； 场效应管放大器的微变等效电路分析
（4）输出电阻 Ro 精R选dPPT
29
例题
例5.2.2 共漏极放大电路如图 示。试求中频电压增益、输入电阻 和输出电阻。
解：（1）中频小信号模型
（2）中频电压增益
由 Vi Vgs gm V gs(R//RL)V g1 sg m (R /R /L )
Vo gmVg(sR//RL)
得
AVm
V V