场效应管及其基本电路

Au、Ri、Ro、Uom）的分析方法。
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•双极型晶体管BJT(Bipolar Junction Transistor)主要 是利用基区非平衡少子的扩散运动形成电流。
•场效应晶体管（场效应管）利用多子的漂移运动 形成电流。
•场效应管FET
(Field Effect Transistor)
or uDS uDG uGS uGS UGSoff
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Hale Waihona Puke Baidu
三、特性曲线
1.输出特性曲线 iD f (uDS ) uGSC uGS≤0， uDS≥0
iD /mA 可
漏极输出特性曲线.avi
变 u DS ＝ uGS－UGSoff
电 4阻
UGS ＝0V
区 3
2
恒
－0.5V
击
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iD /mA
可 变 u DS ＝ uGS－UGSoff
电 4阻
UGS ＝0V
区 3
恒
－0.5V
流
－1V
2
区
－1.5V
1
－2V
0 5
截止区
10
15
20
(3) 截止区
UGS<UGSoff
击 穿 区
UGSoff uDS /V
iD=0
(4)击穿区
uDG(=uDS-uGS) 增大引起PN结 击穿。
流
－1V
穿 区
区
－1.5V
1
－2V
0 5
截止区
UGSoff
10
15
20 uDS /V
图3.1.4 (a) JFET的输出特性曲线
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(1)可变电阻区
•uGS>UGSoff; •uGD>UGSoff 或uDS<uGS-UGSoff
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iD /mA
可 变 u DS ＝ uGS－UGSoff
结型场效应管JFET (Junction FET)
绝缘栅场效应管IGFET (Insulated Gate FET)
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3.1场效应晶体管
3.1.1 结型场效应管
一、结型场效应管的结构
Drain 漏极
D
Gate栅极 N
G
P
P
Source源极 S
ID
实际 G 流向
D 箭头方向表示栅 源间PN结若加 正向偏置电压时
电 4阻
UGS ＝0V
区 3
恒
－0.5V
流
－1V
2
区
－1.5V
1
－2V
0 5
截止区
10
15
20
(2)恒流区
•uGS>UGSoff;
击 穿 区
UGSoff uDS /V
•uGD<UGSoff 或uDS>uGS-UGSoff
iD的大小几乎不 受uDS的控制。
uGS对iD的控制 能力很强。
图3.1.4 (a) JFET的输出特性曲线
图3.1.4 (a) JFET的输出特性曲线
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2.转移特性曲线
iD f (uGS) uDS C uGS≤0， iD≥0
转移特性曲线.avi IDSS
iD/mA iD/mA
4
4
3
3
uDS = uGS - UGSoff UGS =0V
恒 -0.5V
UGSoff
2
2
1
1
流 -1V 区 -1.5V
一、自偏置电路 二、分压偏置电路
3.3场效应管放大电路 3.3.1 场效应管的低频小信号模型 3.3.2共源放大器 3.3.3共漏放大器
作业
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第3章场效应晶体管及其放大电路
（1）了解场效应管内部工作原理及性能特点。 （2）掌握场效应管的外部特性、主要参数。 （3）了解场效应管基本放大电路的组成、工作原 理及性能特点。 （4）掌握放大电路静态工作点和动态参数（
iD f (uGS, uDS)
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
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D
横向电场作用：
P
P
UGS S
︱UGS︱↑ → PN结耗尽层宽度↑ →沟道宽度↓
(b) UGS负压增大，沟道变窄 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
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沟道夹断 uGS UGSoff
沟道预夹断 1. uGS UGSoff ;
2. uGD UGSoff
or uDS uDG uGS uGS UGSoff
沟道局部夹断 1. uGS UGSoff ;
2. uGD UGSoff
(b)P沟道
S
实际流向
E
PNPBJT
图3.1.1结型场效应管的结构示意图及其表示符号
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JFET/FET与BJT结构、特性相同点
•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
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二、结型场效应管的工作原理
-2V
0
-3 -2 -1 0 uGS/V
5 10 15 20
从输出特性曲线作转移特性曲线示意图
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击 穿 区
UGSoff uDS/V
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iD /mA 恒流区中：
IDSS
UGSoff -3 -2 -1
S 栅极电流的实际 流动方向
(a)N沟道JFET
结型场效应三极管的结构.avi
图3.1.1结型场效应管的结构示意图及其表示符号
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D
ID
N
G
P
P
S
D
G S
NJFET
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C
IC
N＋衬底 N型外延
P
N＋
B
E
C
B
E
NPNBJT
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D
P
G
N
N
D ID
C IC
B
G
S
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
四、场效应管工作状态的判断方法
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3.2.2 场效应管偏置电路
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D
P
P
UGSoff——夹断电压
UGS
S
(c) UGS负压进一步增大，沟道夹断 图3.1.2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图
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ID ＞ 0 D
沟道预夹断
ID > 0 D
G P
P UDS
G
P
P
UDS
UGS
S
UGS S
(a)uGD>UGSoff（预夹断前）
uGD=UGSoff（预夹断时）
纵向电场作用：在沟道造成楔型结构（上窄下宽）
图3.1.3 uDS
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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。