第四章-场效应管放大电路.ppt

场效应管与晶体管的比较 1、场效应管用栅-源电压vGS控制漏极电流iD，栅极基本不取电流，因此输入电阻很高。而晶体管基极总要索取一定的电流； 2、场效应管只有多子参与导电，而晶体管内既有多子，又有少子。而少子受温度影响较大。因而场效应管比晶体管的温度稳定性好； 3、场效应管的噪声系数小，所以要求信噪比较高的电路应选用场效应管； 4、场效应管的漏极和源极可以互换使用，互换后特性变化不大； 5、场效应管和晶体管均可用于开关电路。 § 4.4 场效应管放大电路 (1) 静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。 (2) 动态：能为交流信号提供通路。 组成原则： 静态分析： 估算法、图解法。 动态分析： 微变等效电路法。 分析方法： 4.4.1 FET的直流偏置电路极静态分析 1.直流偏置电路 与晶体管放大电路一样，为了使电路正常放大，也须设置合适的静态工作点，保证在信号的整个周期内场效应管均工作在恒流区。 （1）自偏压电路 N沟道结型FET只有在VGS小于零时才能工作。 静态时，FET的栅极电流为零，因而Rg的电流为零，VGQ=0，因此，栅-源之间的电压 （2）分压式自偏压电路 +VDD vo R vi CS C2 C1 Rg1 Rd Rg3 Rg2 RL g d s N沟道增强型共源放大电路 联立（1）（2）（3）可解出IDQ和VDS。 4.4.2 场效应管的小信号模型分析法 G S D 漏极输出电阻 vGS iD vDS 跨导 与负载相比很大， 可忽略。 场效应管的微变等效电路为： G S D vGS iD vDS S G D vgs gmvgs vds S G D rDS vgs gmvgs vds * 电子技术 第四章 场效应管放大电路 模拟电路部分 场效应晶体管简介 场效应管(FET)是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。由于它仅靠半导体中多数载流子导电，又称单极型晶体管。 场效应管不但具备BJT体积小、重量轻、寿命长等特点，而且输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、耗电省。这些特点使它从诞生之日起就广泛应用于各种电子电路中。 场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。 场效应管按结构有两种: 结型场效应管JFET (Junction type Field Effect Transistor) 金属-氧化物-半导体(绝缘栅)场效应管MOS （Metal Oxide Semiconductor FET） G栅极(gate) S源极(source) D漏极(drain) 一、结构 4.1 结型场效应管 P P N 基底 ：N型半导体 两边是P区 导电沟道 耗尽层(depletion region) N沟道结型场效应管电路符号 D G S G(栅极) S(源极) D(漏极) P P N D G S P沟道结型场效应管电路符号 G(栅极) S(源极) D(漏极) N N P vGS对iD的控制作用 二、工作原理（以N沟道为例） vDS=0V时 N G S D vDS vGS iD P P P P P P PN结反偏，耗尽区变宽。但当vGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。 vGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。 vGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。 N G S D vDS vGS iD P P vDS=0V时 vGS达到一定值时（夹断电压VP）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使vDS ? 0V，漏极电流iD=0A。 P P P P 对于N沟道的JFET，VP <0。 ② vDS对iD的控制作用 N G S D vDS iD P P P P P P 当vGS=0时， vDS? ?iD ? G、D间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布。 当vDS增加到使vGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。 此时vDS ? ?夹断区延长?沟道电阻? iD基本不变 P P ③ vGS和vDS同时作用时 当VP <vGS<0 时，导电沟道更容易夹断，对于同样的vDS ， iD的值比vGS=0时的值要小。 在预夹断处 vGD=vGS-vDS =VP N G S D vDS vGS iD P P P P N沟道结型场效应管的转移特性曲线 vGS 0 iD IDSS VP 4.1.2JFET特性曲线 饱和漏极电流 夹断电压 转移特性曲