场效应管工作原理及应用

附页

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2）、按工作状态可分为：

增强型和耗尽型两类

每类又有N沟道和P沟道之分

4、三个电极分别为：

漏极D----相当于双极型三极管的集电极；

栅极G----相当于双极型三极管的基极；

源极S----相当于双极型三极管的发射极；

教师活动学生活动设计意图1、讲授场效应管的

特性，与三极管作对比进行学习。

2、讲授什么是增强型，什么是耗尽型，什么是N沟道，什么是P沟道。

3、利用实物及图片带领学生认识各种场效应管认识各个电极。1、认真记录笔记

仔细听讲。

2、通过教师的讲

解及图片，PPT的

展示认识各种场

效应管。

3、通过实物及图

片掌握各电极名

称。

讲练结合，寓教于乐于一体，使学生掌握起来更加形

象直观。

知识点二：绝缘栅型场效应管的工作原理及特性

1. 增强型绝绝缘栅型场效应管的工作原理及特性缘栅场效应管(1) N沟道增强型管的结构

栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的，称绝缘栅型场效应管。

由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，故又称金属-氧化物-半导体场效应管，简称MOS场效应管。(Metal Oxide Semiconducter FET)

由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达1014W 。(2) N沟道增强型管的工作原理

由结构图可见，N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN

结。

当栅源电压U GS = 0 时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一个PN结是反向偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零。

当U GS > 0 时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；

当U GS >U GS（th）时，将出现N型导电沟道，将D-S连接起来。U GS愈高，导电沟道愈宽。

在漏极电源的作用下将产生漏极电流I D，管子导通。

当U GS> U GS(th）后，场效应管才形成导电沟道，开始导通，若漏–源之间加上一定的电压U DS，则有漏极电流I D产生。在一定的U DS下漏极电流I D的大小与栅源电压U GS有关。所以，场效应管是一种电压控制电流的器件。（在一定的漏–源电压U DS下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压U GS(th）。）

(3) 特性曲线

(4) P沟道增强型

增强型场效应管只有当U GS > U GS(th）时才形成导电沟道。

如果MOS管在制造时导电沟道就已形成，称为耗尽型场效应管。

(1 ) N沟道耗尽型管

由于耗尽型场效应管预埋了导电沟道，所以在U GS= 0时，若漏–源之间加上一定的电压U DS，也会有漏极电流I D 产生。这时的漏极电流用I DSS表示，称为饱和漏极电流。

当U GS > 0时，使导电沟道变宽，I D 增大；

当U GS < 0时，使导电沟道变窄，I D 减小；U GS负值愈高，沟道愈窄，I D就愈小。

当U GS达到一定负值时，N型导电沟道消失，

I

= 0，称为场效应管处于夹断状态（即截止）。这时的U GS称为夹断电压，用U GS(off）表示。

D

(2) 耗尽型N沟道MOS管的特性曲线

耗尽型的MOS管U GS= 0时就有导电沟道，加反向电压到一定值时才能夹断。

(3) P 沟道耗尽型管

教师活动 学生活动 设计意图

利用多媒体PPT 及图片掌握重点，突破难点，教师做好引导工作，引导学生学会自学，会独立思考。

通过教师的引导

及阅读课本，先进行思考，然后记好笔记，认真学习。

发挥学生的主体地位，教师做好主导工作，锻炼学生独立思考，自学成才的能力。 知识点三：场效应管的主要参数

(1) 开启电压 U GS(th)：是增强型MOS 管的参数 (2) 夹断电压 U GS(off)： (3) 饱和漏电流 I DSS

(4) 低频跨导 g m ：表示栅源电压对漏极电流

的控制能力 极限参数：最大漏极电流、耗散功率、击穿电压。

教师活动 学生活动

设计意图

大概提一下场效应管的性能参数及好

坏识别，作为课外知识进行讲解即可。

对其性能参数做

大概了解即可。 增长知识，知道如何判别场效应管的优劣。

知识点四:场效应管与晶体管的比较

DS GS m U

D U I g ΔΔ

教师活动学生活动设计意图

利用对比法及归纳总结法对比三极管与场效应管使学生了解其性能优劣及主要用途。通过表格的对比，

对两种元件做出

大概的比较，更好

的掌握其用途。

利用对比法，归纳总结法，通过表格的形式将内容展

示出来，更加形象直观，一目了然。

知识点五:场效应管的基本放大电路及应用

1、场效应管基本分析概念

场效应管具有三种基本放大电路，电流源电路，电流镜电路以及差分电路等连接方式。

2、场效应放大电路的三种组态

共源极、共漏极、共栅极三种组态电路

3、其他应用

并联型SC等效电阻电路

教师活动学生活动设计意图

画出并联型SC等效

电阻电路，教授其工

作原理，要求学生必

须掌握。

跟着教师一边讲，

一边作图，并掌握

其工作原理。背

过。

讲授与练习于一体，任课教师可以发现学生学习中的

不足。充分调动学生学习的积极性，参与课堂。

环节三、巩固练习

练习一: 画出并联型SC等效电阻电路，并说明其工作原理

教师活动学生活动设计意图

布置练习题，进行讲

解，归纳总结

独立思考归纳总

结记笔记

巩固练习知识，让全体学生都掌握基本知识点练习二: 画出各种场效应管的结构图及电路图

教师活动学生活动设计意图

布置练习题，进行讲

解，归纳总结

独立思考归纳总

结记笔记

巩固练习知识，让全体学生都掌握基本知识点

环节四、归纳小结

本结课，重点掌握场效应管的结构，工作原理并联型SC等效电阻电路的工作原理

教师活动学生活动设计意图