模电第三章场效应管及其基本电路PPT课件

G S
(c) N沟道
D
G S
(d) P沟道
图3-1 结型场效应管的结构示意图和符号
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3.1.2 工作原理
1. UGS对导电沟道的影响
P＋ G
ID＝0
D
P＋ N 型 沟 道
P＋ G
ID＝0
D
P＋ N 型 沟 道
D P＋ G
ID＝0 P＋
S
UGS
S
S UGS
(a) UGS＝0
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输入电压
FET 输出电流
IGFET：利用栅源电压（ 输入电压）对半导体表面 感生电荷量的控制来改变导电沟道的宽度，从而实 现对漏极电流（输出电流）的控制。
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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
(1)当UGSoff<uGS<0时，uGS变化，曲线平移，iD与uGS 符合平方律关系， uGS对iD的控制能力很强。
(2) uGS固定，uDS增大，iD增大极小。
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3. 截止区
当UGS<UGSoff时，沟道被全部夹断，iD=0， 故此区为截止区。
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二、输出特性曲线
uGS≤0， uDS≥0 1. 可变电阻区
预夹断前所对应的区域。 uGS>UGSoff 栅、源间电压
uGD>UGSoff（或uDS<uGS-UGSoff） 栅、漏间电压 iD的大小同时受uGS 和uDS的控制。
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iD/mA
可 变 UDS ＝ UG S － UGSoff
(b) UGS＜0
(c) UGS＝－UP
图 4-2 当UDS=0时UG. S对导电沟道的影响示意
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D
N
G
P
P
S
(a) UGS =0，沟道最宽 图3―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图
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D
P
P
UGS
横向电场作用： ︱UGS︱↑→ PN结耗尽层宽度↑ →沟道宽度↓
S
(b) UGS负压增大，沟道变窄 图3―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图
场效应晶体管（场效应管）利用多数载流 子的漂移运动形成电流。
场效应管FET (Field Effect Transistor)
结型场效应管JFET 绝缘栅场效应管IGFET
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JFET：利用栅源电压（ 输入电压）对耗尽层厚度 的控制来改变导电沟道的宽度，从而实现对漏极 电流（输出电流）的控制。
第三章 场效应管及其基本电路
（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（
A u、 Ri、 Ro、 Uom ）的分析方法。
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双极型晶体管主要是利用基区非平衡少数 载流子的扩散运动形成电流。
电
4阻
区
恒
3
流 2
区
1
UGS ＝ 0V － 0.5V
－ 1V － 1.5V
－ 2V
0
5
10
15
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截止区
(b )
击 穿 区
U GSoff uDS/V
图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线
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当uDS很小时， uDS对沟道的影响可以忽略， 沟道的宽度及相应的电阻值仅受uGS的控制。输 出特性可近似为一组直线，此时，JFET可看成一 个受uGS控制的可变线性电阻器（称为JFET的输 出电阻）；
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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―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图
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iD / m A
ID SS
5
4
3
2
1
－3 －2 －1 0 U G So ff
(a )
u G S/ V
图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线 (a)转移特性曲线；(b)输出特性曲线
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2. ID与UDS、UGS之间的关系
D ID
G
UDS
P NP
UGS
S IS
D ID
G P
N
P UDS
UGS
S IS
D ID
G P
P UDS
UGS
S IS
(a) UGS＜0, UDG＜|UP|
(b)UGS＜0,UDG＜|UP| 预夹断
(c) UGS≤UP , UDG＞|UP| 夹断
当uDS较大时， uDS对沟道的影响就不能忽略， 致使输出特性曲线呈弯曲状。
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2.恒流区 预夹断后所对应的区域。 uGS>UGSoff 栅、源间电压 uGD<UGSoff（或uDS>uGS-UGSoff） 栅、漏间电压
iD的大小几乎不受uDS的控制。
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2. 转移特性曲线
ID f(U ) GS UDS常数
2
ID IDSS1UUGPS
U DS＞
4V
iD / m A
6 IDSS
5
4
3
2
UБайду номын сангаас
＝
P
－
4
V
1
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－4
－3 －2 －1
0 uGS / V
图4- 5 N沟道结型场效应管的转移特性曲线
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根据工作情况, 输出特性可划分为4个区域, 即: 可 变电阻区、 恒流区、击穿区和截止区。
图 3-3 UDS对导电沟道和ID的影响
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3―1―2 结型场效应管的特性曲线
一、转移特性曲线
uGS≤0， iD≥0
iDf(uGS)uD SC
恒流区中：
iD
IDS(S1UuGGSSo
)2
ff
式中：IDSS——饱和电流，表示uGS=0时的iD值； UGSoff——夹断电压，表示uGS=UGSoff时iD为零。
图3―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
P
D
G
型
N
N
沟
道
实际
G
流向
S
S
(b)P沟道JFET
图3―1结型场效应管的结构示意图及其表示符号
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D 漏极
D 漏极
P＋
P＋
N＋
N＋
N
栅极
型
P
栅极
型
D
G
沟 道
G
沟 道
S 源极
(a) N型沟道
源极 S
(b) P型沟道
N沟道 P沟道
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3―1 结型场效应管
3―1―1 结型场效应管的结构及工作原理
Drain 漏极
D
Gate栅极
G
N
P
型 沟
P
道
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
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