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1、,第三章 場效應晶體管及其 放大電路,模擬電子技術基礎,概述 場效應管的特點 它是利用改變外加電壓產生的電場強度來控制其導電能力的半導體器件。 具有雙極型三極管的體積小、重量輕、耗電少、壽命長等優(yōu)點。 具有輸入電阻高、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強、噪聲低、制造工藝簡單、便于集成等特點。 在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應用。,場效應管的分類 根據(jù)結構和工作原理的不同，場效應管可分為兩大類： 結型場效應管 N溝道：耗盡型 P溝道：耗盡型 絕緣柵型場效應管 N溝道：增強型和耗盡型 P溝道：增強型和耗盡型,一、N溝道增強型絕緣柵場效應管的結構及工作原理 增強型MOS管的結構示意
2、圖與符號 a) 結構 b) 增強型N溝道MOS管符號 c) 增強型P溝道MOS管符號,,,二氧化硅(SiO2)絕緣層,源極,柵極,漏極,,N溝道增強型絕緣柵場效應管的結構,,工作原理 UGS對ID及溝道的控制作用 柵源極電壓UGS=0時,管子的漏極和源極之間沒有 導電通道,極間等效電阻很高,漏極電流ID近似為零。 增強MOS管電路,,UGS足夠大時，由于靜電場作用，管子的漏極和源 極之間將產生一個導電通道（稱為溝道），極間等效 電阻較小，在UDS作用下，可以形成一定的漏極電流ID。,,N溝道增強型絕緣柵場效應管的工作原理,,特性曲線 N溝道增強型MOS管特性 a)轉移特性
3、 b)輸出特性,,,,開啟電壓,可變電阻區(qū),恒流區(qū),擊穿區(qū),,,二、耗盡型絕緣柵場效應管 耗盡型MOS管的結構示意圖與符號 a) 結構 b) 耗盡型N溝道MOS管符號 c) 耗盡型P溝道MOS管符號,N溝道耗盡型管的特性 a)轉移特性 b)輸出特性,,,P51 增 強 型 NMOS 增 強 型 PMOS 耗 盡 型 NMOS 耗 盡 型 PMOS,,三、場效應管的主要參數(shù) 1夾斷電壓UGS（off）或開啟電壓UGS（th） 2零偏漏極電流IDSS 3漏源擊穿電壓U（BR）DS 4柵源擊穿電壓U（BR）GS 5直流輸入電阻RGS 6漏極最大耗散功率PDM 7跨導gm,,,四、結型場效應管
4、 結型場效應管的圖形符號 a)N溝道 b)P溝道,結具有單向導電性。 即在結上加正向電壓時，結電阻很低，正向電流較大，結處于導通狀態(tài)。 （耗盡層變窄）,加反向電壓時，結電阻很高，反向電流很小，結處于截止狀態(tài)。 （耗盡層變寬）,,N溝道結型場效應管轉移特性 N溝道結型場效應管輸出特性,,,耗盡型,,N 溝道結型 P 溝道結型,,模擬電子技術基礎習題,五、使用MOS管的注意事項 1MOS管柵源之間的電阻很高，使得柵極的感應電荷不易泄放，因極間電容很小，故會造成電壓過高使絕緣柵擊穿。因此，保存MOS管應使三個電極短接，
5、避免柵極懸空。焊接時，電烙鐵的外殼應良好的接地，或燒熱電烙鐵后切斷電源再焊。測試MOS場效應管時，應先接好線路再去除電極之間的短接，測試結束后應先短接各電極。測試儀器應有良好的接地。 2有些場效應管將襯底引出，故有4個管腳，這種管子漏極與源極可互換使用。但有些場效應管在內部已將襯底與源極接在一起，只引出3個電極，這種管子的漏極與源極不能互換。,,六、場效應管的偏置電路及放大電路 為了不失真地放大變化信號，場效應管放大電路必須設置合適的靜態(tài)工作點。 1、自偏壓電路 (適用于耗盡型場效應管 ) 自偏壓：UGS=IDRS UDS=VDDID(RD+RS),,增強
6、型適用？,死區(qū)不開啟,,2、分壓式偏置電路 適當選擇RG1或RG2值，就可獲得正、負及零三種偏壓。,RG3阻值很大，用以隔離RG1、RG2對信號的分流作用，以保持高的輸入電阻。,,3、場效應管放大電路的微變等效電路分析法 場效應管的微變等效電路 場效應管的簡化微變等效電路,用微變等效電路法分析場效應管放大電路 共源極放大電路 ）電路圖 ）微變等效電路,,,,Ri=RG3+(RG1//RG2)RG3,RoRD,,,,,,,,輸入電阻高,七、功率MOS管介紹 功率MOS管簡稱為VMOS管，它的不失真輸出 功率可高達幾百千瓦，漏源間的擊穿電壓可高達1000V。 N溝道增強型VMOS管的結構示意圖,具有電流容量大，耐壓高 （1KV以上），跨導線性好， 開關速度快（可達3ns） 等優(yōu)良特性。,模擬電子技術基礎習題,,
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