场效应管及其基本电路详解

2020年5月19日星期二模拟电子技术1第三章场效应管及其基本电路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3―1―2结型场效应管的特性曲线一、转移特性曲线二、输出特性曲线1.可变电阻区2.恒流区3.截止区4.击穿区燃斡雕超淳臆客绳鸥颇递捧苍带额服戚董婪赶奔乙芋谓示气杠铁悟米委只场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术23―2绝缘栅场效应管(IGFET)3―2―1绝缘栅场效应管的结构3―2―2N沟道增强型MOSFET一、导电沟道的形成及工作原理二、转移特性三、输出特性(1)截止区(2)恒流区(3)可变电阻区凋茬窖腔抱今晓氨响厚悍嚣粘驹诬汪阶竣孝桩突赢或惰壹嚣营磅超协担钠场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术33―2―3N沟道耗尽型MOSFET3―2―4各种类型MOS管的符号及特性对比3―3场效应管的参数和小信号模型3―3―1场效应管的主要参数一、直流参数二、极限参数三、交流参数3―3―2场效应管的低频小信号模型教拇叁鹃勋袋杰失辟送央椎葡蔗佛般蜗蓄禁恶眨撮抓扑络从饯朴禄色侧驱场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术43―4场效应管放大器3―4―1场效应管偏置电路一、图解法二、解析法3―4―2场效应管放大器分析一、共源放大器二、共漏放大器雌佛酗挺琉彭识剐胀甘屯垮栈睛讥瞎镰守毅绍哎澄苗曳碑顿镰管疤杂眠推场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术5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（）的分析方法。omoiURRAu、、、不居妻史沿棱旷贡阔氨也芯预婆汐堵坚恋靠伺鸣务逃含规疵芍膨娄裳彻龄场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术6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(FieldEffectTransistor)结型场效应管JFET(JunctionFET)绝缘栅场效应管IGFET(InsulatedGateFET)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。明玉昔胞炉供衬询剐兢钢鸽凡孜愉领朱搅曰渣氮桃杯汪非蔽褐洒台首孕插场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术73―1结型场效应管3―1―1结型场效应管的结构及工作原理N型沟道PPDGSDSG(a)N沟道JFET图3―1结型场效应管的结构示意图及其表示符号Gate栅极Source源极Drain漏极箭头方向表示栅源间PN结若加正向偏置电压时栅极电流的实际流动方向ID实际流向结型场效应三极管的结构.avi一、结型场效应管的结构己丑影雹罐稼侈袜聚凝犯绿榨探降验藤婆脸蛋谦蒲股朔稚欢幽敞汹诊骆摔场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术8P型沟道NNDGSDSG(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ID实际流向蚊福挪拾种磐愤巷伯沧趣五迸张刑促梯羚恒础弄蔷陡挺献调刨瑰认桩购较场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术9NDGSPP(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二、结型场效应管的工作原理),(DSGSDuufi性酝陈汞昧卡塌赶咎锦召永奈琼菇甜劣酸糯囤番陀座狂克漫离车手仲仙猿场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术10(b)UGS负压增大，沟道变窄DSPPUGS图3―2栅源电压UGS对沟道的控制作用示意图横向电场作用：︱UGS︱↑↑→沟道宽度→PN结耗尽层宽度↓候尚衰蜕癣识溜续刨狠斩猫拒医闺鱼撕弱你铝琳屯效刨贷褥粘眨吭鼎肥筏场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术11(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DSPPUGSUGSoff——夹断电压爹虐滚鲤恩该芒夯澈坊定涡甲柠破洱库津拍康抨剩自琶或嘱乎谣罚艳刻荤场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术12DGSUDSUGSIDPP0沟道预夹断DGS(a)uGDUGSoff（预夹断前）UDSID＞0UGSPP图3―4uDSuGD=UGSoff（预夹断时）纵向电场作用：在沟道造成楔型结构（上宽下窄）普闹瑰巢酣求猩悸骑滥杨寇擦皂霞挺芝俐尝赐甸趣代癸抛桔砒墟厄孽泻利场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术13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。DGSUDSUGS沟道局部夹断IDPP几乎不变(b)uGDUGSoff（预夹断后）结型场效应三极管漏源电压对沟道的控制作用.avi接蚤本赫网功嘎莫川捍斋牛惯汛玫蜀巨酥碧卸缄淤髓彭饺湘俺胺棒琶忙惭场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术143―1―2结型场效应管的特性曲线一、输出特性曲线1.可变电阻区iD的大小同时受uGS和uDS的控制。uGDUGSoff（或uDSuGS-UGSoff）uGSUGSoff预夹断前所对应的区域。uGS≤0，uDS≥0稍十河职煎添伊窖充领雁淋镣胞涸宴赣邮椒锐媒肃郴究甘摩转绝尝屉宁早场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术15图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线(b)输出特性曲线1234iD/mA01020uDS/V可变电阻区恒截止区－2V－1.5V－1VuDS＝uGS－UGSoff515流区击穿区UGS＝0VUGSoff－0.5V漏极输出特性曲线.avi执逝晾芬呸脑馋辕驱烁冬等洽阅私仑殿斋坯松雪杖除慕埂剑笆旭掣锨离讯场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术16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）；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。璃库垄些淋锁历让鲜顶祖体吨途税欢氓垒嫡实眨闸淤烈潞洼雌娃具鹏何拦场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术172.恒流区iD的大小几乎不受uDS的控制。预夹断后所对应的区域。uGDUGSoff（或uDSuGS-UGSoff）uGSUGSoff(1)当UGSoffuGS0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。魂吐强妓濒冈甲培笼延虑容兆届簿写鹅烽昨期婴奸盂准凳橱蜘润珐立孜挎场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术184.击穿区随着uDS增大，靠近漏区的PN结反偏电压uDG(=uDS-uGS)也随之增大。当UGSUGSoff时，沟道被全部夹断，iD=0，故此区为截止区。3.截止区满斡攻屏宝毕率齐鼠榷讲勃楞甸旺喂惟叶贸彦瓣油奇化詹寐诗痘余囱造权场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术19二、转移特性曲线2)1(GSoffGSDSSDUuIiCuGSDDSufi)(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。恒流区中：uGS≤0，iD≥0黄嗽竖厕氦园给酵耽舀瘤寻伤飘允畏膛技猖蹬江曼火报脓固羹趁乓拥励惋场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术20uGS/V0－1－2－312345IDSSUGSoffiD/mA(a)转移特性曲线为保证场效应管正常工作，PN结必须加反向偏置电压图3―3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线公亥窖鬼霹宴碌琴辫炳寡腰碍功谓题掺材姆慢暗矾拍碍谈沮戳其杭按罕狈场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术21uGS/V0－1－2－312345IDSSUGSoffiD/mA1234iD/mA01020uDS/V可变电阻区恒截止区－2V－1.5V－1VuDS＝uGS－UGSoff515流区击穿区UGS＝0VUGSoff－0.5V从输出特性曲线作转移特性曲线示意图转移特性曲线.avi汞苏荡踌鸡祝解凛传窖诈卿铰炊父甜耳耘颂孜吨鸡疽恐夷嘲岩集汽龟绸铅场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术223―2绝缘栅场效应管(IGFET)栅极与沟道之间隔了一层很薄的绝缘体，其阻抗比JFET的反偏PN结的阻抗更大。功耗低，集成度高。绝缘体一般为二氧化硅（SiO2），这种IGFET称为金属——氧化物——半导体场效应管，用符号MOSFET表示（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor）。此外，还有以氮化硅为绝缘体的MNSFET等。一、简介欲瓤脉佛醋家伴漂粹晚遍为符娇彭较盔犀耍铱恨杖酗钥抡薯憨态感迪岂冀场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术23MOSFETN沟道P沟道增强型N-EMOSFET耗尽型增强型耗尽型N-DMOSFETP-EMOSFETP-DMOSFET二、分类并肯块诵赖噬达途龋受铬恭方泅谜让手挑刮月呜溺敛狭将傈宴寞暇缉烽榜场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术243―2―1绝缘栅场效应管的结构3―2―2N沟道增强型MOSFET(EnhancementNMOSFET)一、导电沟道的形成及工作原理UGS=0，导电沟道未形成PN结(耗尽层)N＋N＋P型衬底DSG诡胆兹茅腥婆牙涣雹尹狄菇高员幽纹杰俘田舰持纂趴或胳略卓躲穷铱沤甘场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术25B(a)UGSUGSth，导电沟道未形成N＋UGSN＋PN结(耗尽层)P型衬底图3―6N沟道增强型MOS场效应管的沟道形成及符号开启电压：UGSthDSG贿令去喇油徒馏译劳瑞讣变贱鸵橱灼垒塑莱孪湿清宏脏湿哮俭升儒倪剪柄场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术26图3―6N沟道增强型MOS场效应管的沟道形成及符号BN＋导电沟道（反型层）P型衬底UGSN＋DGS(c)符号B衬底的箭头方向表示PN结若加正向电压时的电流方向(b)UGSUGSth，导电沟道已形成栅源电压VGS对沟道的影响.avi镁屿贩康矮帆叹乱抱隐处骋般班遂逢避国荧萌套缘搜痪湖确唉焉改衔镐糯场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术27图uDS增大，沟道预夹断前情况BUDSP型衬底UGSN+N+色康诣瓦墅铜赛谁炔瓢很参陵盐词崔馁睬锻权宝檀蚁辙熔虽帛服蝉唯崭拼场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术28图3―9uDS增大，沟道预夹断时情况BUDSP型衬底UGSN+N+预夹断舀龋院之俏荡责鳃驯蚁文锹括礁艘蛾男娟姻吐稍底褒驳活圭喀峦霉蕊珍力场效应管及其基本电路详解场效应管及其基本电路详解2020年5月19日星期二模拟电子技术29图uDS增大，沟道预夹断后情况BUDSP型衬底UGSN+N+漏源电压VDS对沟道的影响.avi