第四章 场效应管(FET)及基本放大电路
模电第4章 FET
20
② 漏源电压对沟道的控制作用 在栅极加上电压，且VGS＞VGS(off)，若漏源电压VDS 从零开始增加，则VGD=VGS-VDS将随之减小。使靠近漏 极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从左至右呈楔形分布， 如图02.21(a)所示。
当VDS增加到使VGD=VGS-VDS=VGS(off)时， 在紧靠漏极处出现预夹断，如图02.21(b)所示。 当VDS继续增加，漏极处的夹断继续向源极方 向生长延长。以上过程与绝缘栅场效应三极管 的十分相似。
转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压 VT 26(mV ) rd = = 对漏极电流的控制作用。 gm 的量纲为mA/V，所以 I D I D (mA ) gm也称为跨导。跨导的定义式如下 gm=ID/VGS V =const (单位mS) 8
DS
对漏极电流I 2）漏源电压VDS对漏极电流 D的控制作用 漏源电压
28
§3 场效应管放大电路
1 共源组态基本放大电路 2 共漏组态基本放大电路 3 共栅组态基本放大电路 4 三种组态基本放大电路的比较
29
双极型三极管
场效应三极管
CCCS
VCCS
两点不同： 三极管的结构(动画2-8）
二、 结型场效应三极管的工作原理
根据结型场效应三极管的结构，因它没 有绝缘层，只能工作在反偏的条件下，对 于N沟道结型场效应三极管只能工作在负栅 压区，P沟道的只能工作在正栅压区，否则 将会出现栅流。现以N沟道为例说明其工作 原理。
19
① 栅源电压对沟道的控制作用 当VGS=0时，在漏、源之间加有一定电压时，在 漏、源间将形成多子的漂移运动，产生漏极电流。 当VGS＜0时，PN结反偏，形成耗尽层，漏、源间的 沟道将变窄，ID将减小，VGS继续减小，沟道继续变 窄，ID继续减小直至为0。当漏极电流为零时所对应 的栅源电压VGS称为夹断电压VGS(off)。这一过程如图 所示。
04 FET放大电路student自学.
输入电阻很大
+ Ii
g +
d
•
Rg3
Vi
•
V gs
_
Rg1 Rg2 _
s
•
gm V gs
Rd
+
•
RL V o
_
输出电阻： VT
R o IT Vs 0 RL Rs保留
Ro Rd 10K
+
g +
d
IT
+
•
•
Rg3
Vi
•
V gs
_
Rg1 Rg2 _
gm V gs
Rd
+ RL_
VTV• o
_
s
输出电阻较大、带负载能力差
本章小结：（注意与第四章分析方法进行对比）
重点： MOSFET 、JFET特点及外特性。 用小信号模型分析法估算FET放大电路的动态指标。
难点： JFET、MOSFET工作原理。(了解)
《end》
作业
电路如图， 试求： 电压增益 、输入电阻、输出电阻表 示式。
+VDD
C1 + vi -
Rd C2 +
开启 电压
A
IDO
A
B
B
C
C
D
D
4.1.2 N沟道耗尽型MOSFET
一、结构及工作原理 1. 结构特点：
SiO2中掺入大量正离子
SiO2
垂直电场
＞0
vGS ＝0
＜0
导电沟道
2. 符号
D
G
B
S
N沟道耗尽型 MOSFET
D
G
B
S
P沟道耗尽型 MOSFET
第四章场效应管放大电路
N沟道MOS管，在VGS＜VT时，不能形成导电 沟道，管子处于截止状态；只有当VGS≥VT时，才有沟 道形成。 VT——开启电压。
这种在VGS=0时没有沟道，只有VGS≥VT时才能 形成感生导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。
第四章 场效应管放大电路
→形成由栅极指向P型
衬底的纵向电场
+
→将靠近栅极下方的空 穴向下排斥
-
→形成耗尽层。
第四章 场效应管放大电路
现假设vDS=0V，在s、g间加一电压vGS＞0V 当vGS增大时→耗尽层增宽，并且该大电场会 把衬底的自由电子吸引到
耗尽层与绝缘层之间，形
成一N型薄层，构成漏-源 之间的导电沟道，称为反
N沟道耗尽型 MOS管 与 N沟 道 增 强型MOS管基本相 似。
区别：耗尽型
MOS 管 在 vGS=0 时 ，漏－源极间已有 导电沟道产生；
增强型MOS管要
在vGS≥VT时才出现 导电沟道。
5.1.5
第四章 场效应管放大电路
N沟道耗尽型MOSFET 在栅极下方的SiO2 层中掺入了大量的金 属正离子。所以当 vGS=0 时 ， 这 些 正 离 子 已经感应出反型层， 形成了沟道。
夹断区
VT
2VT
第四章 场效应管放大电路
①截止区: vGS<vT
无导电沟道,iD=0,管子处于截止区.
②可变电阻区: vDS< vGS-vT
iD
K n [2(GS
T
)DS
2 DS
]
Kn
nCox
2
(W L
)
单位：mA V 2
第4章 场效应管及其电路
第4章
场效应管及其电路
场效应管(FET)是一种电压控制器件，它是利用输入电压 产生电场效应来控制输出电流的。它具有输入电阻高、噪声低、 热稳定性好、耗电省等优点，目前已被广泛应用于各种电子电 路中。 场效应管按其结构不同分为结型(JFET)和绝缘栅型(IGFET) 两种，其中绝缘栅型场效应管由于其制造工艺简单，便于大规 模集成，因此应用更为广泛。
求得ID和UGS后，再求
U DS VDD I D (Rd Rs )
第4章
场效应管及其电路
4.3 场效应管放大电路
(2) 动态分析
①FET的简化H参数等效电路
图4-14 FET简化H参数等效电路
第4章
场效应管及其电路
4.3 场效应管放大电路
图4-2
uGS 0 时的情况
第4章
场效应管及其电路
4.1 绝缘栅场效应管(MOSFET)
2．工作原理 0 (2) 栅源电压 uGS 0 ，漏源电压 uDS 时的情况 如图4-3所示，由P型 半导体转化成的N型薄层， 被称为反型层。反型层使 漏源之间形成一条由半导 体N-N-N组成的导电沟道 。 若此时加入漏源电压 ， uDS i 就会有漏极电流 产生。D
D
第4章
场效应管及其电路
4.2 结型场效应管(JFET)
2．转移特性曲线
u 在N沟道JFET转移特性曲线上， GS 0处的 iD I DSS ,而 iD 0 i 处的 uGS U P 。在恒流区，D 与 uGS之间的关系可近似表示为
u iD I DSS 1 - GS UP
2
条件为： U P ≤ uDS ≤U (BR)DS
U P ≤ uGS ≤ 0
《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
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。
第四章_MOSFET及其放大电路
GSQ
)则
TN
i K V V K V V v D
(
)2 2
n
GSQ
TN
(
)
n
GSQ
TN
gs
=IDQ
i K V V v 2 d
(
)
n
GSQ
TN
gs
g 2K V V 令
(
)
m
n
GSQ
TN
则
i g v d
m gs
跨导也可以通过求微分得到:
g i
2K V V m
D
vV
const
GS
GS Q
vGS
VGG
S
•在栅极和衬底之间施加的电压VGB>0，
形成自上而下的电场，该电场随电压的增
N+
大而加强。
G
D
N+ N型沟道
• 在电场的作用下， P区中的多子（空穴） 向衬底下部移动，少子（电子）被吸引到 G极并在sio2表面积累。
P型衬底
B
•若增大VGS ，则电子积累得越多，直到感应的电子能在漏极和源极
之间形成可测电流（即VGS增加到足够大），此时N型导电沟道形成，
U GQ
U AQ
Rg1 Rg1 Rg2
VDD
USQ I DQ Rs
IDQ Kn (UGSQ UTN )2
U DSQ VDD I DQ (Rd Rs )
为什么加Rg3?其数值应大些小些？
二、场效应管工作状态分析
[分析指南] MOSFET电路的直流分析
求VGS，VGS>VTN?
是
否
假设工作在放大区 ID=Kn(VGS-VTN)2
场效应管及其放大电路最新课件
(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？
第四章总结 场效应管(FET)及基本放大电路
第四章 场效应管（FET ）及基本放大电路§4.1 知识点归纳一、场效应管（FET ）原理·FET 分别为JFET 和MOSFET 两大类。
每类都有两种沟道类型，而MOSFET 又分为增强型和耗尽型（JFET 属耗尽型），故共有6种类型FET （图4-1）。
·JFET 和MOSFET 内部结构有较大差别，但内部的沟道电流都是多子漂移电流。
一般情况下，该电流与GS v 、DS v 都有关。
·沟道未夹断时，FET 的D-S 口等效为一个压控电阻（GS v 控制电阻的大小），沟道全夹断时，沟道电流D i 为零；沟道在靠近漏端局部断时称部分夹断，此时D i 主要受控于GS v ，而DS v 影响较小。
这就是FET 放大偏置状态；部分夹断与未夹断的临界点为预夹断。
·在预夹断点，GS v 与DS v 满足预夹断方程：耗尽型FET 的预夹断方程：P GS DS V v v -=（P V ——夹断电压） 增强型FET 的预夹断方程：T GS DS V v v -=（T V ——开启电压）·各种类型的FET ，偏置在放大区（沟道部分夹断）的条件由表4-4总结。
表4-4 FET 放大偏置时GS v 与DS v 应满足的关系极 性放大区条件 V DSN 沟道管：正极性(V DS >0) V DS >V GS －V P (或V T )>0 P 沟道管：负极性(V DS <0) V DS <V GS －V P (或V T )<0 V GS结型管： 反极性 增强型MOS 管：同极性 耗尽型MOS 管：双极型N 沟道管：V GS >V P (或V T ) P 沟道管：V GS <V P (或V T )·偏置在放大区的FET ，GS v ~D i 满足平方律关系：耗尽型：2)1(P GS DSS D V vI i -=（DSS I ——零偏饱和漏电流） 增强型：2)(T GS D V v k i -=*· FET 输出特性曲线反映关系参变量G S VDS D v f i )(=，该曲线将伏安平面分为可变电阻区（沟道未夹断），放大区（沟道部分夹断）和截止区（沟道全夹断）；FET 转移特性曲线反映在放大区的关系)(GS D v f i =（此时参变量DS V 影响很小），图4-17画出以漏极流向源极的沟道电流为参考方向的6种FET 的转移特性曲线，这组曲线对表4-4是一个很好映证。
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
第4章 场效应管及其基本放大电路
可变电阻区
预夹断
恒流区
3. 特性曲线 (1) 输出特性曲线
iD f (uDS ) U GS 常量
iD / mA 可 变 电 阻 区 4 恒流区 3 2
VDD R g1 C1 Rd C2
R g1 C1 Rd C2 VDD
VT
RL uo
VT
RL uo
Rs us
ui R g2 R
Rs us
ui R g2 R
Cs
Cs
场效应管共源分压偏置电路
1. 分压偏置电路 N沟道结型场效应管共源基本放大电路的直流通路如 图所示。
UG
+VDD R g1
VT
U GS 2V U GS 1V
3 2 1
(2) 转移特性曲线
iD f (uGS ) U DS 常量
iD / mA
U GS =0V
I DSS
4
1
U GS 4V
截止区 u DS /V
uGS(off)
4 2
O
5
10
15
20
0
u GS
/V
在恒流区时，有
iD I DSS (1
0
u GS / V
P沟道 耗尽型MOSFET
iD
+ _ +
U GS 1V
3 2 1
u DS /
U DS= -10V
3 2 1
U GS =0V
U GS 1V U GS 4V
uDS
_
场效应管基本放大电路
15/54 改进型自给偏置电路
R1R2提供一个 正偏栅压UG
UG
R2 R1 R2
ED
UGS = UG-US
R2 R1 R2
ED
-IDRS
ID
I
DSS
(1
U GS UP
)
2
大电阻（偏M置)，电路
减小R1、R2对放大电 路输入电阻的影响。
改进型自给偏置电路
UGSQ和IDQ UDSQ=ED-IDQ(RS+RD)
15
16/54
(2) 外加偏置电路
R1和R2提供一个固定栅压。
偏置电路
UG
R2 R1 R2
ED
UGS = UG-US
R2 R1 R2
8/54
2. 低频小信号模型
由输出特性： ID=f (UGS,UDS)
ΔID
ΔID ΔUGS
ΔUDS 0
ΔUGS
ΔID ΔUDS
ΔU ΔUGS 0
DS
ΔID gmΔUGS gdsΔUDS
G
ΔID D
+
+
ID
ΔUGS
gdsΔUDS
-
gmΔUGS
-
S gm：跨导
gds：输出电导 gds=1/rds 8
N
沟
道
绝增
缘 栅
强 型
UT
场P
效沟 应道 管增
强
型
3
4/54
复习2
N
沟
道
耗
第4章 场效应管放大电路
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
4.1 场效应管
4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管 结型场效应管 场效应管的主要参数 各种场效应管的特性比较 场效应管使用注意事项
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
4.1 场效应管
场效应管的分类：
N沟道
P沟道
FET 场效应管
耗尽型 N沟道
N沟道
P沟道
（耗尽型）
P沟道
增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道 耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
4.1.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管
金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)，是由金属(铝)、 氧化物(二氧化硅)及半导体材料构成的，简称MOS管，又称绝 缘栅场效应管 (IGFET)。 1. N沟道增强型MOS场效应管 (1) 结构 漏极 d 源极 S 栅极 g
1）输出特性 ② 可变电阻区 图4.1.3中的虚线为预夹断 临界点轨迹，它是各条曲 线上 vDS vGS VT 的点连 接而成的。 在此区域内，漏、源之间 可看成受vGS控制的可变电阻， 故称为可变电阻区。
图4.1.3 N沟道增强型MOS管的输出特性
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
1）输出特性 ② 可变电阻区
•耗尽型MOS管特性曲线分为截止区、可变电阻区 和饱和区。 •N沟道耗尽型MOS管的夹断电压VP为负值。 •N沟道增强型MOS管的开启电压VT为正值。
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
耗尽型MOSFET的电流方程：
模电第4章 FET
栅 场 效 应 管
P 沟 道 增 强 型
16
绝 缘 栅 场 效 应 管
N 沟 道 耗 尽 型
P 沟 道 耗 尽 型
17
§2 结型场效应三极管
一、结型场效应三极管的结构 JFET的结构与MOSFET相似，工作机理则相同。 JFET的结构如图所示，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。一个P区即为栅极，N型硅的一端是 漏极，另一端是源极。
22
(a) 漏极输出特性曲线 (b) 转移特性曲线 图 N沟道结型场效应三极管的特性曲线 动画（2-6） 动画（2-7）
23
结 型 场 效 应 管
N 沟 道 耗 尽 型
P 沟 道 耗 尽 型
24
四、场效应三极管的参数和型号 (1) 场效应三极管的参数
① 开启电压VGS(th) (或VT) 开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于 开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。 ② 夹断电压VGS(off) (或VP) 夹断电压是耗尽型FET的参数，当VGS=VGS(off) 时, 漏极电流为零。 ③ 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管, 当VGS=0时所对应的漏极电
12
(a) 结构示意图 (b) 转移特性曲线 N沟道耗尽型MOSFET的结构 和转移特性曲线
13
沟道耗尽型MOSFET 三、P沟道耗尽型 沟道耗尽型 P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同，只不过导电的载流 子不同，供电电压极性不同而已。这如 同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。
流。
④ 输入电阻RGS 场效应三极管的栅源输入电阻的典型值，对于 结型场效应三极管，反偏时RGS约大于107 ，对于 绝缘栅型场效应三极管, RGS约是109～1015 。 ⑤ 低频跨导gm 低频跨导反映了栅压对漏极电流的控制作用， 这一点与电子管的控制作用相似。gm可以在转 移特 性曲线上求取，单位是mS(毫西门子)。 ⑥ 最大漏极功耗PDM 最大漏极功耗可由PDM= VDS ID决定，与双极型 三极管的PCM相当。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章 场效应管（FET ）及基本放大电路§4.1 知识点归纳一、场效应管（FET ）原理·FET 分别为JFET 和MOSFET 两大类。
每类都有两种沟道类型，而MOSFET 又分为增强型和耗尽型（JFET 属耗尽型），故共有6种类型FET （图4-1）。
·JFET 和MOSFET 内部结构有较大差别，但内部的沟道电流都是多子漂移电流。
一般情况下，该电流与GS v 、DS v 都有关。
·沟道未夹断时，FET 的D-S 口等效为一个压控电阻（GS v 控制电阻的大小），沟道全夹断时，沟道电流D i 为零；沟道在靠近漏端局部断时称部分夹断，此时D i 主要受控于GS v ，而DS v 影响较小。
这就是FET 放大偏置状态；部分夹断与未夹断的临界点为预夹断。
·在预夹断点，GS v 与DS v 满足预夹断方程：耗尽型FET 的预夹断方程：P GS DS V v v -=（P V ——夹断电压） 增强型FET 的预夹断方程：T GS DS V v v -=（T V ——开启电压）·各种类型的FET ，偏置在放大区（沟道部分夹断）的条件由表4-4总结。
表4-4 FET 放大偏置时GS v 与DS v 应满足的关系·偏置在放大区的FET ，GS v ~D i 满足平方律关系：耗尽型：2)1(P GS DSS D V v I i -=（DSS I ——零偏饱和漏电流）增强型：2)(T GS D V v k i -=*· FET 输出特性曲线反映关系参变量GS VDS D v f i )(=，该曲线将伏安平面分为可变电阻区（沟道未夹断），放大区（沟道部分夹断）和截止区（沟道全夹断）；FET 转移特性曲线反映在放大区的关系)(GS D v f i =（此时参变量DS V 影响很小），图4-17画出以漏极流向源极的沟道电流为参考方向的6种FET 的转移特性曲线，这组曲线对表4-4是一个很好映证。
二、FET 放大偏置电路·源极自给偏压电路（图4-18）。
该电路仅适用于耗尽型FET 。
有一定稳Q 的能力，求解该电路工作点的方法是解方程组：22() [FET ()]GS D DSSd GS T P GSS D v i I v i k v V V v R i⎧=-=-⎪⎨⎪=-⎩对于增强型,用关系式·混合偏压电路（图4-20）。
该电路能用于任何FET ，在兼顾较大的工作电流时，稳Q的效果更好。
求解该电路工作点的方法是解方程组：⎪⎩⎪⎨⎧-+=Ds CC GS i R R R R V v 212平方律关系式以上两个偏置电路都不可能使FET 全夹断，故应舍去方程解中使沟道全夹断的根。
三、FET 小信号参数及模型·迭加在放大偏置工作点上的小信号间关系满足一个近似的线性模型（图4-22低频模型，图4-23高频模型）。
·小信号模型中的跨导Q GSDm v i g ∂∂=m g 反映信号gs v 对信号电流d i 的控制。
m g 等于FET 转移特性曲线上Q 点的斜率。
m g 的估算：耗尽管DDSS P m I I V g ||2=增强管D m kI g 2=·小信号模型中的漏极内阻Dsds DQv r i ∂=∂ds r 是FET “沟道长度调效应”的反映，ds r 等于FET 输出特性曲线Q 点处的斜率的倒数。
四、基本组态FET 小信号放大器指标1．基本知识·FET 有共源（CS ）共漏（CD ）和共栅（CG ）三组放大组态。
·CS 和CD 组态从栅极输入信号，其输入电阻i R 由外电路偏置电阻决定，i R 可以很大。
·CS 放大器在其工作点电流和负载电阻与一个CE 放大器相同时，因其m g 较小，||V A可能较小，但其功率增益仍可能很大。
·CD 组态又称源极输出器，其1V A <。
在三种FET 组态中，CD 组态输入电阻很大，而输出电阻较小，因此带能力较强。
·由于FET 的电压电流为平方关系，其非线性程度较BJT 的指数关系弱。
因此，FET 放大器的小信号线性条件对GS v 幅度限制会远大于BJT 线性放大时对be v 的限制（be v <5mV ）。
2．CS 、CD 和CG 组态小信号指标 由表4-6归纳总结。
表4-6 FET 基本组态放大器小结CS 组态CD 组态CG 组态简 化 交 流 通 路A VL ds m R r g '-//大，反相放大器L ds m Lds m R r g R r g '+'//1//小于1，同相放大器L m R g '≈( 条件：L ds R r '〉〉)大，同相放大器i R '∞，很大 ∞，很大m Lm dsL g R g r R 11≈'++'，较小(条件：mL ds g R r 1〉〉'〉〉)oR 'r ds ，较大mm ds g g r 11//≈，较小>r ds ，最大A I 决定于R G ，A I >>1决定于R G ，A I >>1A I <1 类似 CE 放大器CC 放大器CB 放大器§4.2 习题解答4-1 图P4-1中的FET 各工作在什么区？（a ） V P =-3V （b ） V P =-5V （c ） V P =4V图P 4-1（a ）这是N-JFET 。
Q GS P V V <，∴沟道全夹断，FET 处于截止区。
（b ）这是N-JFET 。
Q 0GS P V V >>， (6V) (1V)DS GS PV V V >-，∴沟道部分夹断，FET 处于放大区。
（c ）这是P-JFET 。
Q 0GS V =， (8V) (4V)DS GS PV V V <---，∴FET 偏置在放大区。
4-2 若某P 沟道JFET 的I DSS =-6mA ，V P =4V 。
画出该管的输出特性曲线；指出电阻区和恒流区以及它们的分界线（即预夹断轨迹）。
[解] 由原方律公式先画转移特性22(1)6(1)4GS GS D DSS P V Vi I V =-=--图P4-2-1 转移特性曲线图P4-2-2 输出特性曲线4-3 一支P 沟道耗尽型MOSFET 的I DSS =—6mA V P =4V ，另一支P 沟道增强型MOSFET的V T =-4V .。
试分别画出它们的输出特性曲线，标明电阻区和恒流区以及它们的分界线（即预夹断轨迹）。
[解] 曲线分别如图P4-3-1和P4-3-2所示。
图P4-3-1图P4-3-24-5 设图P4-5中JFET 的I DSS 的绝对值都等于4mA ，且沟道部分夹断，求输出端的直流电压V O 。
（a ）04106V V =-=-（b ）04V V =（c ）04V V =（d ）04106V V =-+=图P4-54-6 设图P4-6中的MOSFET 的P T V ,V 均为1V ，问它们各工作于什么区？图P4-6（a ）N 沟道耗尽型MOSFET ，1P V =-V ，(2V)GS P V V >，且 (6V) (3V)DS GS PV V V >-，∴工作于放大区。
（b ）N 沟道增强型MOSFET ，1T V =V ， (2V) (1V)GS T V V >，且 (6V) (1V)DS GS TV V V >-，∴工作于放大区。
（c ）P 沟道耗尽型MOSFET ，1P V =V ， (2V) (1V)GS TV V >，∴工作于截止区。
（d ）P 沟道增强型MOSFET ，1P V =-V ， (2V) (1V)GS TV V >-∴工作于截止区。
4-7 JFET 自给偏压放大器如图P4-7所示。
设R D ＝12k Ω，R G ＝1M Ω，R S ＝470Ω，电源电压V DD ＝30V 。
FET 的参数：I DSS ＝3mA ，V P ＝－2.4V 。
（1） 求静态工作点V GS 、I D 和V DS 。
（2） 当漏极电阻超过何值时FET 会进入电阻区？[解] （1） 列联立方程2(1)GS D DSS P GS s D V i I V V R i ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩23(1) 2.40.47 GS D GS D V i V i ⎧=+⎪⇒⎨⎪=-⎩②代入①，并化简得20.1151 2.17530D D i i -+= 图P4-7∴2 1.5mA 2.175 2.17540.1151317.4mA(,)D GS P I V V ⎧±-⨯⨯==⎨<∴⎩该值使舍去 ∴ 1.5D I =mA ，0.47 1.50.71GS V =-⨯=-V ，()11.3DS DD D D S V V I R R =-+=V（2）当0.71 2.4 1.69DS GS P V V V =-=-+=V 时，沟道预夹断。
此时，0()16.9DD D S V I R R -+= 30 1.6918.870.4718.41.5D S R R k -=-=-=Ω∴18.4D R k >Ω时，FET 进入电阻区。
4-8 在图P4-8所示电路中，已知JFET 的I DSS ＝1mA ，V P ＝－1V 。
如果要求漏极到地的静态电压V DQ ＝10V ，求电阻R 1的阻值。
[解]24100.2556DD DQD DV V I R --===mA① ②由原方律关系2(1)GS D DSS P V I I V =-20.25(1)GS V =+∴0.2510.5GS V =-=-V由1GS D V I R =-，∴0.520.25GS D V R k I =-==Ω 图P4-84-9 已知FET 的输出特性如图P4-9所示。
（1）判断该管类型，并确定V P 和I DSS 的数值（2）求V DS ＝10V ，I D ＝2mA 处的跨导g m 。
图P4-9图P4-10[解] （1）Q 0Ds V <，∴为P 沟道FET又 5V 0V GS V >>，GS V 与DS V 反极性，故为JFET 结论：P 沟道JFET ，5P V =V ，4DDS I ;mA（2）2242 1.13||5m DSS D g I I V ==⨯=ms 。
4-10 FET 放大电路图P4-10所示。
FET 参数为：I DSS ＝2mA ，V P ＝－4V ，r ds 可忽略不计。
试估算静态工作点，并求A V 、R i 和R o 之值。
[解]（1）估算工作点：Q 0GS V =，∴2D DSS I I ==mA ，20416DS DD D D V V I R =-=-=V（2）画出交通通路，组态为CS 放大器。