第三章場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

1、第三章第三章場(chǎng)效應(yīng)晶體管及場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其放大電路其放大電路 場(chǎng)效應(yīng)晶體管利用輸入電壓影響導(dǎo)場(chǎng)效應(yīng)晶體管利用輸入電壓影響導(dǎo)電溝道的形狀，進(jìn)而控制輸出電流。電溝道的形狀，進(jìn)而控制輸出電流。場(chǎng)效應(yīng)管的主要特點(diǎn)：場(chǎng)效應(yīng)管的主要特點(diǎn)：輸入阻抗高輸入阻抗高多子導(dǎo)電，熱穩(wěn)定性好多子導(dǎo)電，熱穩(wěn)定性好 本章重點(diǎn)介紹場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、本章重點(diǎn)介紹場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用電路。工作原理及其應(yīng)用電路。內(nèi)容提要內(nèi)容提要N溝道溝道P溝道溝道增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型N溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道P溝道溝道（耗盡型）（耗盡型）FET場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型結(jié)型MOSFET絕緣柵型絕緣柵型(IGFET)分類分類以以

2、N 溝道增強(qiáng)型為例溝道增強(qiáng)型為例3.1.1 增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管(EMOS)一一. .N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)管的結(jié)構(gòu)SiO23.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管一一. .N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)管的結(jié)構(gòu)GDSBDiivGSQVDDVOvRD 二、二、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的基本工作原理管的基本工作原理3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管SiO2 二、二、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的基本工作原理管的基本工作原理1.1.柵源電壓柵源電壓vGS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響(vBS=0)0DSv設(shè)設(shè)0GSv時(shí)時(shí)管子截止管子截止

3、3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 二、二、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的基本工作原理管的基本工作原理1.1.柵源電壓柵源電壓vGS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響(vBS=0)0GSv時(shí)時(shí)3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 二、二、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的基本工作原理管的基本工作原理1.1.柵源電壓柵源電壓vGS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響(vBS=0)()GSGS thvV時(shí)時(shí)反型層形成，反型層形成，出現(xiàn)導(dǎo)電溝道出現(xiàn)導(dǎo)電溝道 ：開啟電壓開啟電壓()GS ththVV3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管()GSGS thvV設(shè)設(shè)0DSv時(shí)時(shí)導(dǎo)電

4、溝道變?yōu)樾ㄐ螌?dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ?.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管2.2.漏源電壓漏源電壓vDS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響(vBS=0)GDGSDSGSvvvv()GSGS thvV設(shè)設(shè)0DSv時(shí)時(shí)導(dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ螌?dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ蜠SGSthvvV此時(shí)此時(shí)vDS增加，當(dāng)增加，當(dāng)vGD=Vth 時(shí)，靠近時(shí)，靠近D端的溝道被夾斷端的溝道被夾斷稱為稱為予夾斷予夾斷。3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管2.2.漏源電壓漏源電壓vDS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響(vBS=0)GDGSDSGSvvvv()GSGS thvV設(shè)設(shè)0DSv時(shí)時(shí)導(dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ螌?dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ蜠SGS

5、thvvV此時(shí)此時(shí)vDS增加，當(dāng)增加，當(dāng)vGD=Vth 時(shí)，靠近時(shí)，靠近D端的溝道被夾斷端的溝道被夾斷稱為稱為予夾斷予夾斷。予夾斷后，予夾斷后，vDS 繼續(xù)增加，繼續(xù)增加，iD基本不變，呈恒流特性基本不變，呈恒流特性。3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管2.2.漏源電壓漏源電壓vDS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響(vBS=0)GDGSDSGSvvvv柵源電壓起著建立導(dǎo)柵源電壓起著建立導(dǎo)電溝道的作用。電溝道的作用。由于溝道電流僅由多子流由于溝道電流僅由多子流構(gòu)成，故也稱場(chǎng)效應(yīng)管為構(gòu)成，故也稱場(chǎng)效應(yīng)管為單極型晶體管。單極型晶體管。漏源電壓產(chǎn)生輸出電漏源電壓產(chǎn)生輸出電流并改變溝道形狀。流

6、并改變溝道形狀。溫度穩(wěn)定性能好。溫度穩(wěn)定性能好。由于柵極與源極和漏極之由于柵極與源極和漏極之間有絕緣層隔開，故柵極間有絕緣層隔開，故柵極輸入電流極小輸入電流極小 ，輸，輸入電阻極高，可以達(dá)到入電阻極高，可以達(dá)到 以上。以上。910 0Gi 特點(diǎn)：特點(diǎn)：輸入電阻極高。輸入電阻極高。3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 二、二、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的基本工作原理管的基本工作原理因柵極輸入電流極小，因柵極輸入電流極小，故常用的特性曲線為故常用的特性曲線為輸出特性曲線輸出特性曲線和和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移特性曲線。特性曲線。三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線3.

7、1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)截止區(qū)：截止區(qū)：()GSGS thvV 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)：()GSGS thvV ()()DSGSGS thvvV1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線此區(qū)域此區(qū)域iD隨隨vDS近似線性近似線性變化。變化。()GSDDSvif v 常常數(shù)數(shù)截止區(qū)（夾斷區(qū)）截止區(qū)（夾斷區(qū)）3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線可可變變

8、電電阻阻區(qū)區(qū)可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線截止區(qū)（夾斷區(qū)）截止區(qū)（夾斷區(qū)）3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)擊擊穿穿區(qū)區(qū)飽和飽和( (恒流恒流) )區(qū)區(qū)：()GSGS thvV ()()DSGSGS thvvV2()()2pDGSGS thkWivVL厄爾利電壓厄爾利電壓AV若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)擊穿區(qū)：擊穿區(qū)：()DSBR DSvV2()()(1)2pDGSGS thDSkWivVvL ()()DSGSGS thvvV2()()2pDGS

9、GS thkWivVL截止區(qū)（夾斷區(qū)）截止區(qū)（夾斷區(qū)）三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線預(yù)夾斷點(diǎn)預(yù)夾斷點(diǎn)三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線恒恒流流區(qū)區(qū)或或飽飽和和區(qū)區(qū)2.轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線()DGSif v vDS=常數(shù)常數(shù)轉(zhuǎn)移特性曲線表示漏源電轉(zhuǎn)移特性曲線表示漏源電壓一定時(shí)，漏極電流與柵壓一定時(shí)，漏極電流與柵源電壓之間的關(guān)系曲線。源電壓之間的關(guān)系曲線?？捎奢敵銮€求

10、得可由輸出曲線求得/DimA/DSvV5 10 15 206GSvV5V4V3V2V()DSGSGS thvvVDSDSQvV3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線2.轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線()DGSif v vDS=常數(shù)常數(shù)轉(zhuǎn)移跨導(dǎo)：轉(zhuǎn)移跨導(dǎo)：QDmGSigv3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線2DQmGSQthIgVV在相同工作點(diǎn)電流情在相同工作點(diǎn)電流情況下，況下，MOS管跨導(dǎo)管跨導(dǎo)的數(shù)值通常會(huì)比雙極的數(shù)值通常會(huì)比雙極型管的小，可能小型

11、管的小，可能小12個(gè)數(shù)量級(jí)。個(gè)數(shù)量級(jí)?？鐚?dǎo)也可以由轉(zhuǎn)移特跨導(dǎo)也可以由轉(zhuǎn)移特性曲線圖解確定。性曲線圖解確定。飽和區(qū)內(nèi)，過大的漏飽和區(qū)內(nèi)，過大的漏源電壓所產(chǎn)生的擊穿與源電壓所產(chǎn)生的擊穿與輸出特性曲線上的擊穿輸出特性曲線上的擊穿區(qū)對(duì)應(yīng)。區(qū)對(duì)應(yīng)。漏源電壓過大時(shí)，會(huì)漏源電壓過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致漏區(qū)與襯底間的導(dǎo)致漏區(qū)與襯底間的PN結(jié)出現(xiàn)反向擊穿。結(jié)出現(xiàn)反向擊穿。飽和區(qū)內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)貫飽和區(qū)內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)貫通擊穿。通擊穿。當(dāng)柵源電壓過大時(shí)，可當(dāng)柵源電壓過大時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致絕緣層被擊穿。能會(huì)導(dǎo)致絕緣層被擊穿。3.MOS場(chǎng)效應(yīng)管的擊穿場(chǎng)效應(yīng)管的擊穿3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型

12、MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線在在MOS管工作時(shí)，漏區(qū)、管工作時(shí)，漏區(qū)、源區(qū)、導(dǎo)電溝道與襯底源區(qū)、導(dǎo)電溝道與襯底之間的之間的PNPN結(jié)不應(yīng)出現(xiàn)正結(jié)不應(yīng)出現(xiàn)正向?qū)ㄇ闆r，否則管子向?qū)ㄇ闆r，否則管子不能正常工作。不能正常工作。這就要求這就要求N溝道型管的溝道型管的襯源極襯源極間電壓應(yīng)滿間電壓應(yīng)滿足足 ； P溝道型管應(yīng)溝道型管應(yīng)0BSv0BSv4. MOS場(chǎng)效應(yīng)管襯底調(diào)制效應(yīng)場(chǎng)效應(yīng)管襯底調(diào)制效應(yīng)三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管分立元件中，襯底分立元件中，襯底B一般一般與源極與源極S相連。在集成電相連。在集成電

13、路中，由于所有元件為路中，由于所有元件為同一襯底，為保證所有同一襯底，為保證所有元件的溝道與襯底間的元件的溝道與襯底間的隔離，導(dǎo)電溝道與襯底隔離，導(dǎo)電溝道與襯底之間所形成的之間所形成的PN結(jié)必須結(jié)必須反偏，也即反偏，也即N N溝道溝道MOS管管的的 。所以，開啟。所以，開啟電壓和轉(zhuǎn)移特性曲線右電壓和轉(zhuǎn)移特性曲線右移。移。0BSv背柵跨導(dǎo)背柵跨導(dǎo)三、三、N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的伏安特性曲線管的伏安特性曲線3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管4. MOS場(chǎng)效應(yīng)管襯底調(diào)制效應(yīng)場(chǎng)效應(yīng)管襯底調(diào)制效應(yīng)QDmbBSigvmbmggP P溝道管的結(jié)構(gòu)和原理與溝道管的結(jié)構(gòu)和原理與N N溝道管類

14、似。溝道管類似。但應(yīng)注意溝道極性的區(qū)別及由此帶來的電流、但應(yīng)注意溝道極性的區(qū)別及由此帶來的電流、電壓方向的變化。電壓方向的變化。四、四、P溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管應(yīng)注意特性曲線圖應(yīng)注意特性曲線圖中電流、電壓的方中電流、電壓的方向。向。四、四、P溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管3.1.1 增增強(qiáng)強(qiáng)型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管耗盡型耗盡型MOSMOS管在柵源零偏時(shí)即已存在導(dǎo)管在柵源零偏時(shí)即已存在導(dǎo)電溝道。電溝道。注意其符號(hào)與增強(qiáng)型的區(qū)別注意其符號(hào)與增強(qiáng)型的區(qū)別3.1.2 耗盡型耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管(DMOS) 時(shí)已有導(dǎo)

15、電溝道，故時(shí)已有導(dǎo)電溝道，故 時(shí)即有漏極電流產(chǎn)生。時(shí)即有漏極電流產(chǎn)生。0GSv0DSv3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管溝道變寬。溝道變寬。 0 GSv當(dāng)時(shí)3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 一、基本工作原理一、基本工作原理 0 GSv當(dāng)時(shí)3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管溝道變窄。溝道變窄。 一、基本工作原理一、基本工作原理() GSGS offvV當(dāng)時(shí)：夾斷電壓夾斷電壓()GS offV溝道被夾斷溝道被夾斷3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 一、基本工作原理一、基本工作原理 0若若DSv也會(huì)產(chǎn)生預(yù)夾斷和漏也會(huì)產(chǎn)生預(yù)夾斷和漏極電流飽和的情況。極

16、電流飽和的情況。且存在溝道。且存在溝道。3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 一、基本工作原理一、基本工作原理可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)擊擊穿穿區(qū)區(qū)截止區(qū)：截止區(qū)：()GSGS offvV可變電阻區(qū)：可變電阻區(qū)：()GSGS offvV()0()DSGSGS offvvV飽和飽和( (恒流恒流) )區(qū)：區(qū)：()GSGS offvV()()DSGSGS offvvV2()()2pDGSGS offkWivVL擊穿區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)（夾斷區(qū)）截止區(qū)（夾斷區(qū)） 二、特性曲線二、特性曲線3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線iDv DS0vGS=0v

17、GS03.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 二、特性曲線二、特性曲線1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線2()1(1)GSDDSSDSGS offviIvV()0GSDSGSGS offvDSSDvvVIi()2DQmGSQGS offIgVV若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng), ,在恒流區(qū)在恒流區(qū)2()()(1)2pDGSGS offDSkWivVvL 3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 二、特性曲線二、特性曲線1.1.輸出特性曲線輸出特性曲線P P溝道型管的特性可與之類比溝道型管的特性可與之類比3.1.2 耗耗盡盡型型MOS場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管 二、特性曲線二、特性

18、曲線2.轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)根據(jù)溝道類型不同亦可分類根據(jù)溝道類型不同亦可分類結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管存在著內(nèi)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管存在著內(nèi)建初始導(dǎo)電溝道，這一建初始導(dǎo)電溝道，這一點(diǎn)與耗盡型管類似。點(diǎn)與耗盡型管類似。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)用時(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)用時(shí)vGS必須加必須加反偏電壓反偏電壓，以通，以通過耗盡層的寬度來調(diào)節(jié)過耗盡層的寬度來調(diào)節(jié)溝道。溝道。3.2.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理一一、柵源電壓、柵源電壓vGS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響0GSv0DSv設(shè)設(shè) vGS=0時(shí)，為平時(shí)，為平衡衡PN結(jié)，導(dǎo)電溝結(jié)，導(dǎo)電溝道最寬。道最寬。3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)

19、效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理一一、柵源電壓、柵源電壓vGS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響0GSv時(shí)時(shí)0DSv設(shè)設(shè) 當(dāng)當(dāng)vGS時(shí)，時(shí)，PN結(jié)反偏，耗盡層變寬，結(jié)反偏，耗盡層變寬，導(dǎo)電溝道變窄，溝道導(dǎo)電溝道變窄，溝道電阻增大。電阻增大。但當(dāng)?shù)?dāng)|vGS|較小時(shí)，耗盡較小時(shí)，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。電溝道。DS間相當(dāng)于間相當(dāng)于線性電阻。線性電阻。3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理一一、柵源電壓、柵源電壓vGS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響0GSv時(shí)時(shí)0DSv設(shè)設(shè)()GSGS offvV 時(shí)時(shí)溝道全夾斷。溝道全夾斷。()GS offoffVV夾斷電

20、壓：夾斷電壓：3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理0DSv時(shí)時(shí)導(dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ蛯?dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ?,0GSoffvV設(shè)設(shè)二二、漏源電壓、漏源電壓vDS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理0DSv時(shí)時(shí)導(dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ蛯?dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ?)DSGSGS offvvV 即即時(shí)時(shí)溝道預(yù)夾斷。溝道預(yù)夾斷。(,0GSoffvV設(shè)設(shè)二二、漏源電壓、漏源電壓vDS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響()GDGS offvV 當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理0DSv時(shí)時(shí)導(dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ蛯?dǎo)電溝道變?yōu)樾ㄐ蛌DS繼續(xù)增大時(shí)

21、繼續(xù)增大時(shí), ,溝溝道變短，道變短，iD基本不基本不變。變。溝道預(yù)夾斷。溝道預(yù)夾斷。(,0GSoffvV設(shè)設(shè)二二、漏源電壓、漏源電壓vDS對(duì)管子工作的影響對(duì)管子工作的影響3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理()DSGSGS offvvV 即即時(shí)時(shí)()GDGS offvV 當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線1 1、輸出特性曲線、輸出特性曲線 可變電阻區(qū)：預(yù)夾斷前?？勺冸娮鑵^(qū)：預(yù)夾斷前。()|GSDDSVif v 常常數(shù)數(shù) 電流飽和區(qū)（恒流區(qū)）：電流飽和區(qū)（恒流區(qū)）： 預(yù)夾斷后。預(yù)夾斷后。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： ID / VGS 常數(shù)常數(shù)= gm 即：即： I

22、D = gm VGS（放大原理）（放大原理）夾斷區(qū)（截止區(qū)）。夾斷區(qū)（截止區(qū)）。 3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理予夾斷曲線予夾斷曲線vGS=0V-1V可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)-2V-3V-4V-5V夾斷區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)iDv DS0vDS=vGS-VGS(off)IDSS3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線1 1、輸出特性曲線、輸出特性曲線予夾斷曲線予夾斷曲線VGS=0V1V可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)2V3V4V5V夾斷區(qū)夾斷區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)iDv DS0輸出特性曲線輸出特性曲線三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線

23、三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理2 2、轉(zhuǎn)移特性曲線、轉(zhuǎn)移特性曲線()|DSDGSVif v 常常數(shù)數(shù)飽和漏極電流飽和漏極電流VGS(off)夾斷電壓夾斷電壓3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線1. 柵源極間的電阻雖然可達(dá)柵源極間的電阻雖然可達(dá)107以上，但在以上，但在某些場(chǎng)合仍不夠高。某些場(chǎng)合仍不夠高。3. 柵源極間的柵源極間的PN結(jié)加正向電壓時(shí)，將出現(xiàn)結(jié)加正向電壓時(shí)，將出現(xiàn)較大的柵極電流。較大的柵極電流。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可以很好地解決這些問題。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可以很好地解決

24、這些問題。2. 在高溫下，在高溫下，PN結(jié)的反向電流增大，柵源結(jié)的反向電流增大，柵源極間的電阻會(huì)顯著下降。極間的電阻會(huì)顯著下降。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的缺點(diǎn)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的缺點(diǎn)3.2.1 結(jié)結(jié)型型場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的工工作作原原理理綜上分析可知綜上分析可知 場(chǎng)效應(yīng)管溝道中只有一種類型的多數(shù)載流子場(chǎng)效應(yīng)管溝道中只有一種類型的多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，所以場(chǎng)效應(yīng)管也稱為單極型三極管參與導(dǎo)電，所以場(chǎng)效應(yīng)管也稱為單極型三極管。 場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，恒流區(qū)場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，恒流區(qū)iD受受vGS控制。控制。 預(yù)夾斷前預(yù)夾斷前iD與與vDS呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷后，呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷后， iD趨于飽和。

25、趨于飽和。 JFET柵極與溝道間的柵極與溝道間的PN結(jié)是反向偏置結(jié)是反向偏置的，的，MOSFET柵極與溝道間柵極與溝道間絕緣絕緣，因此，因此iG 0，輸入，輸入電阻很高。電阻很高。增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOS管象雙極型三極管一樣有一個(gè)開啟電壓管象雙極型三極管一樣有一個(gè)開啟電壓VGS(th) (VT)，（相當(dāng)于三極管死區(qū)電壓）。（相當(dāng)于三極管死區(qū)電壓）。當(dāng)當(dāng) |VGS| 低于低于 |VGS(th) | 時(shí)，漏源之間無溝道，時(shí)，漏源之間無溝道，iD=0。|VGS|高于高于 |VGS(th) | 時(shí)時(shí)，形成反型層，漏源之間加電壓后，形成反型層，漏源之間加電壓后,()DSGSGS thvvv 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)，工工作

26、作在在可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)()DSGSGS thvvv 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)，工工作作在在恒恒流流區(qū)區(qū). .耗盡型耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理與場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理與結(jié)型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管類似。場(chǎng)效應(yīng)管類似。返回返回結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)VDMOS和和IGBT管自學(xué)管自學(xué)分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的要點(diǎn)分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的要點(diǎn)分析方法與雙極型管放大電路相同，仍分析方法與雙極型管放大電路相同，仍然是先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)，既可以使用圖解法又然是先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)，既可以使用圖解法又可以使用等效電路法?？梢允褂玫刃щ娐贩?。注意偏置電路的設(shè)置（對(duì)于不同的場(chǎng)效注意偏置電路的設(shè)置（對(duì)于不同的場(chǎng)效應(yīng)管來說有不同的設(shè)置需求）。應(yīng)管來說有不同的設(shè)置需求）。由于由于

27、柵極電流為零柵極電流為零，因此在等效模型中，因此在等效模型中的柵極為懸空。受控電流源所反映的為柵的柵極為懸空。受控電流源所反映的為柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。3.4.1 場(chǎng)效應(yīng)管的模型場(chǎng)效應(yīng)管的模型直流穩(wěn)態(tài)模型直流穩(wěn)態(tài)模型瞬態(tài)模型瞬態(tài)模型瞬態(tài)模型用來描述瞬態(tài)模型用來描述MOS管各管各極間電流和電壓的瞬時(shí)值極間電流和電壓的瞬時(shí)值（直流交流）關(guān)系。（直流交流）關(guān)系。3.4.1 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的模模型型一、一、MOS場(chǎng)效應(yīng)管的瞬態(tài)模型場(chǎng)效應(yīng)管的瞬態(tài)模型二、二、MOS場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型飽和區(qū)微變信號(hào)模型飽和區(qū)微變信號(hào)模型3.4.1 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)

28、應(yīng)管管的的模模型型dsrbmbbsg Vmgsg VdIsdgsVgsbsV飽和區(qū)低頻微變信號(hào)模型飽和區(qū)低頻微變信號(hào)模型3.4.1 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的模模型型二、二、MOS場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型mbmgg dsrbmgsg VdIdgsVgs飽和區(qū)低頻微變信號(hào)模型（源極與襯底短連）飽和區(qū)低頻微變信號(hào)模型（源極與襯底短連）3.4.1 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的模模型型二、二、MOS場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型dsrbm gsg VdIdgsVgs恒流區(qū)低頻微變信號(hào)模型恒流區(qū)低頻微變信號(hào)模型3.4.1 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的模模型型二、二、MOS場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模

29、型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型gsVgdCgsCmgsg VgsdsrdId3.4.1 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的模模型型三、三、結(jié)型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型飽和區(qū)微變信號(hào)模型飽和區(qū)微變信號(hào)模型gsVmgsg VgsdsrdId3.4.1 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的模模型型三、三、結(jié)型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管的微變信號(hào)模型飽和區(qū)低頻微變信號(hào)模型飽和區(qū)低頻微變信號(hào)模型所謂偏置，就是給器件加一定的電壓所謂偏置，就是給器件加一定的電壓( (或電或電流流) )，使其工作點(diǎn)偏離原點(diǎn)，以便器件能夠在，使其工作點(diǎn)偏離原點(diǎn)，以便器件能夠在電路中按照人們的要求工作。對(duì)于放大運(yùn)用來電路中按照人們的

30、要求工作。對(duì)于放大運(yùn)用來說，器件應(yīng)工作于放大說，器件應(yīng)工作于放大( (恒流，飽和恒流，飽和) )區(qū)。區(qū)。當(dāng)大信號(hào)工作時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的位置及動(dòng)態(tài)當(dāng)大信號(hào)工作時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的位置及動(dòng)態(tài)運(yùn)用的范圍影響非線性失真。運(yùn)用的范圍影響非線性失真。當(dāng)小信號(hào)運(yùn)用時(shí)，只要是在放大區(qū)，靜態(tài)工當(dāng)小信號(hào)運(yùn)用時(shí)，只要是在放大區(qū)，靜態(tài)工作點(diǎn)的位置并不影響非線性失真，但將影響放作點(diǎn)的位置并不影響非線性失真，但將影響放大量大量( (動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍) )和功率消耗。和功率消耗。偏置電路應(yīng)兼顧靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定、功率消偏置電路應(yīng)兼顧靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定、功率消耗。大信號(hào)運(yùn)用時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定還影耗。大信號(hào)運(yùn)用時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定

31、還影響動(dòng)態(tài)運(yùn)用范圍和功率損耗，后者將牽涉到器響動(dòng)態(tài)運(yùn)用范圍和功率損耗，后者將牽涉到器件的安全運(yùn)用。件的安全運(yùn)用。3.4.2 場(chǎng)效應(yīng)管的直流偏置電路場(chǎng)效應(yīng)管的直流偏置電路GDSBDDVovivDR1R2RGCSRIDQ一、分壓式偏置一、分壓式偏置212GQDDRVVRR212GSQDDDQSRVVIRRR2()(1)2)pGSDQGSQDSthQkWVILVV SQDQSVIR2()()2DQGSpGSQthkWIVVL()DSQDDDQDSVVIRR 3.4.2 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的直直流流偏偏置置電電路路GDSBDDVovivDR1R2RGCSRIDQ一、分壓式偏置一、分壓式偏置3.4.2

32、場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的直直流流偏偏置置電電路路該電路產(chǎn)生的柵源電壓可正可負(fù)，所以適用該電路產(chǎn)生的柵源電壓可正可負(fù)，所以適用于所有的場(chǎng)效應(yīng)管電路。但是于所有的場(chǎng)效應(yīng)管電路。但是對(duì)結(jié)型管必須對(duì)結(jié)型管必須保證保證gs間反偏間反偏。管子狀態(tài)的分析過程與三極管類似，即管子狀態(tài)的分析過程與三極管類似，即先假定管子處于飽和（恒流）狀態(tài)并展先假定管子處于飽和（恒流）狀態(tài)并展開分析看結(jié)果是否一致。開分析看結(jié)果是否一致。對(duì)不同類型的管子，處于對(duì)不同類型的管子，處于飽和狀態(tài)時(shí)飽和狀態(tài)時(shí)N N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型N N溝道耗盡型溝道耗盡型N N溝道結(jié)型溝道結(jié)型P P溝道型管溝道型管GS(th)0V DSQGSQGS(t

33、h) VVV GS(off)0V 電源電壓應(yīng)為電源電壓應(yīng)為負(fù)值。負(fù)值。VGS可為正、負(fù)或可為正、負(fù)或0，但必須，但必須GS(off)0V GS(off)GSQ0 VV DSQGSQGS(off)VVV 一、分壓式偏置一、分壓式偏置3.4.2 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的直直流流偏偏置置電電路路GSQGS(off)VV DSQGSQGS(off)VVV 二、自偏壓電路二、自偏壓電路VGSQ =- IDQR 已知已知VGS(off) 及及IDSS,由由注意：注意：1、該電路只適用于、該電路只適用于VGS=0時(shí)就有溝道的管子；時(shí)就有溝道的管子；2、該電路只能產(chǎn)生負(fù)的柵源電壓，所以只能用于需要、該電路只能產(chǎn)生

34、負(fù)的柵源電壓，所以只能用于需要負(fù)柵源電壓的耗盡型管。負(fù)柵源電壓的耗盡型管。vGSGSDSQ2()DSQ(1)()GGSQDQDSQDDSdoffDQVIRVIVVRIVIR 可解出可解出Q點(diǎn)的點(diǎn)的VGSQ 、 IDQ 、 VDSQ 3.4.2 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的直直流流偏偏置置電電路路偏置電阻對(duì)交流信號(hào)有損耗作用，偏置電阻對(duì)交流信號(hào)有損耗作用，也降低了放大電路的輸入電阻。也降低了放大電路的輸入電阻。3.4.2 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的直直流流偏偏置置電電路路在集成電路中，在集成電路中，本級(jí)放大電路的本級(jí)放大電路的輸入端直流偏置輸入端直流偏置通常由前級(jí)電路通常由前級(jí)電路的輸出提供。的輸出提供。必要

35、時(shí)加入直流必要時(shí)加入直流電平移動(dòng)單元，電平移動(dòng)單元，稱這種偏置方式稱這種偏置方式為直接偏置為直接偏置三、直接偏置電路三、直接偏置電路3.4.2 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管的的直直流流偏偏置置電電路路3.4.3 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路一、基本共源放大電路一、基本共源放大電路s2、輸入電阻、輸入電阻3、輸出電阻、輸出電阻mgsigsVVg V R )1(mgsRgV mgsdoVg V R 忽略忽略 rds, rgs則則mdm 1Vg RAg R 則則)/(g2g1g3iRRRR doRR 由于由于rgs=，則，則1、電壓放大倍數(shù)、電壓放大倍數(shù)md VAg R 3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管

36、基基本本放放大大電電路路一、基本共源放大電路一、基本共源放大電路接有負(fù)載時(shí)應(yīng)為接有負(fù)載時(shí)應(yīng)為R L=RL/Rdbermbeg VbeVceVbeccIbIbbeVbbrcer3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管基基本本放放大大電電路路一、基本共源放大電路一、基本共源放大電路與共射電路的比較與共射電路的比較mL VAg R 二、二、共柵放大電路共柵放大電路oRisRiRodRiVm(/)vDLAgRR ism1Rg oodDD/RRRR oivVAV 3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管基基本本放放大大電電路路issis/RRR 三、三、共漏放大電路共漏放大電路3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管基基本本放放大大電電路

37、路1 1、中頻小信號(hào)模型、中頻小信號(hào)模型三、三、共漏放大電路共漏放大電路3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管基基本本放放大大電電路路2、電壓增益、電壓增益3、輸入電阻、輸入電阻mgsL(/)oVg VRR mLmL(/)1(/)oviVAgRRVgRR 可知可知)/(g2g1g3iRRRR 三、三、共漏放大電路共漏放大電路gsmgsL(/)iVVg VRR 1vA 3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管基基本本放放大大電電路路mgsTRIIg V TmgsVg VR gsTVV TmTm111/oVRIgRgR 所以所以由圖有由圖有4 4、輸出電阻、輸出電阻3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管基基本本放放大大電電路路三

38、、三、共漏放大電路共漏放大電路mb bsg Vmb1 g3.4.3 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管基基本本放放大大電電路路三、三、共漏放大電路共漏放大電路1211()1111() (1)2DRpGSGS thDSIIkWVVVL T T2 2管的管的 ，保證其工作在飽和區(qū)保證其工作在飽和區(qū)22()2DSGSGS thVVV 20222()2222() (1)2DpGSGS thDSIIkWVVVL 3.4.4 場(chǎng)效應(yīng)管電流源電路場(chǎng)效應(yīng)管電流源電路一、一、基本電流源基本電流源0222111(/)(1)(/)(1)DSRDSIWLVIWLV()1()2()12,GS thGS thGS thVVV 設(shè)設(shè)忽略溝道

39、長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)后忽略溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)后( ) ( ) 則有則有0若兩管參數(shù)對(duì)稱則為鏡像電流源，否若兩管參數(shù)對(duì)稱則為鏡像電流源，否則為比例電流源則為比例電流源. .02211/RIWLIWL 3.4.4 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管電電流流源源電電路路一、一、基本電流源基本電流源1()/RDDGSrIVVR020011odsvrrII為了提高集成度，通常為了提高集成度，通常用有源電阻代替一般電用有源電阻代替一般電阻阻rR一、一、基本電流源基本電流源3.4.4 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管電電流流源源電電路路T3、T4特性相同特性相同12DSDSVV 當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)02222211111(/)(1)/(/)(1)/DSRDSIW

40、LVWLIWLVWL輸出電流幾乎不受電輸出電流幾乎不受電流源輸出端電壓的影流源輸出端電壓的影響，從而使輸出電阻響，從而使輸出電阻大為提高，保證了良大為提高，保證了良好的恒流特性好的恒流特性4424()ommbdsdsrggrr二、二、串聯(lián)電流源串聯(lián)電流源3.4.4 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管電電流流源源電電路路三管均工作在飽和區(qū)三管均工作在飽和區(qū)具有很高的輸出電阻具有很高的輸出電阻由于串聯(lián)電流源和威爾由于串聯(lián)電流源和威爾遜電流源在輸出回路中遜電流源在輸出回路中串聯(lián)有兩個(gè)串聯(lián)有兩個(gè)MOS管且要管且要求兩管均工作于飽和區(qū)，求兩管均工作于飽和區(qū)，從而在電源電壓一定的從而在電源電壓一定的情況下，減小了輸出端情況

41、下，減小了輸出端電壓的變化范圍。電壓的變化范圍。三、三、威爾遜電流源威爾遜電流源3.4.4 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管電電流流源源電電路路在工作點(diǎn)處在工作點(diǎn)處DS之間的直流電阻為之間的直流電阻為/DSQQVI3.4.5 場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大電路場(chǎng)效應(yīng)管有源負(fù)載放大電路一、一、MOS管有源電阻管有源電阻小信號(hào)動(dòng)態(tài)電阻可通過在小信號(hào)動(dòng)態(tài)電阻可通過在Q Q點(diǎn)處切線的斜點(diǎn)處切線的斜率求得。率求得。dsmm/(1)1rrgg 一、一、MOS管有源電阻管有源電阻3.4.5 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管有有源源負(fù)負(fù)載載放放大大電電路路一、一、MOS管有源電阻管有源電阻3.4.5 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管有有源源負(fù)負(fù)載載放放大大電電路路一

42、、一、MOS管有源電阻管有源電阻dsrr 也可用也可用P溝道管構(gòu)成類似電阻。溝道管構(gòu)成類似電阻。3.4.5 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管有有源源負(fù)負(fù)載載放放大大電電路路放大管與負(fù)載管均為增強(qiáng)型放大管與負(fù)載管均為增強(qiáng)型MOSMOS管的放管的放大電路稱為大電路稱為E/EE/E型放大電路。型放大電路。二、二、NMOS管共源（管共源（E/E) )型放大型放大電路電路m1ds1ds2m2mb211(/)oviVAgrrVgg m1gs1g Vds1rds1ds2m2mb211/ / / /orrrgg NMOS3.4.5 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管有有源源負(fù)負(fù)載載放放大大電電路路以增強(qiáng)型以增強(qiáng)型MOSMOS管管( (稱為稱為

43、E E管管) )作為放大管，耗作為放大管，耗盡型盡型MOSMOS管管( (稱為稱為D D管管) )作為負(fù)載管的放大電作為負(fù)載管的放大電路稱為路稱為E/DE/D放大電路。放大電路。三、三、NMOS管共源（管共源（E/D) )型放大型放大電路電路3.4.5 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管有有源源負(fù)負(fù)載載放放大大電電路路四、四、CMOS共源放大電路共源放大電路此電路無襯底調(diào)制效應(yīng)。此電路無襯底調(diào)制效應(yīng)。T T1 1為放大管，為放大管，T T2 2為負(fù)載管。為負(fù)載管。CMOSD3.4.5 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管有有源源負(fù)負(fù)載載放放大大電電路路四、四、CMOS共源放大電路共源放大電路viDRsvsVGG1Di + +2Di

44、oi 12()oDDiii 當(dāng)兩管參數(shù)一致時(shí)，當(dāng)兩管參數(shù)一致時(shí)，增益加倍增益加倍。m1m2ds1ds2()(/)oviVAggrrV 3.4.5 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管有有源源負(fù)負(fù)載載放放大大電電路路vs上升，上升，| vGS1 |也上升，也上升，而而| vGS2 | 下降。下降。則則iD1上升，上升， iD2 下降下降場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路的形式、基場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路的形式、基本特性及分析方法與本特性及分析方法與BJTBJT差放一樣。差放一樣。場(chǎng)效應(yīng)管差放具有輸入電阻大、輸場(chǎng)效應(yīng)管差放具有輸入電阻大、輸入電流小、輸入線性范圍大等優(yōu)點(diǎn)。入電流小、輸入線性范圍大等優(yōu)點(diǎn)。場(chǎng)效應(yīng)管差放通常也有微變?cè)鲆娴汀?/p>

45、場(chǎng)效應(yīng)管差放通常也有微變?cè)鲆娴?、偏差失調(diào)大的缺點(diǎn)偏差失調(diào)大的缺點(diǎn)3.4.6 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路一、一、MOS管基本差分管基本差分放大電路放大電路交流通路交流通路電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)3.4.6 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管差差分分放放大大電電路路1 1、差模微變?cè)鲆?、差模微變?cè)鲆?1(/)iomdsDVrRVg 222111(/)oooiiiivmdsDVAgrRVVVVVV 一、一、MOS管基本差分管基本差分放大電路放大電路211(/)()2mdsDiiRVVgr 2211(/)()2omdsiDiVVgrRV3.4.6 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管差差分分放放大大電電路路MOSMOS管差放的傳輸特

46、性與三極管類似。管差放的傳輸特性與三極管類似。其非限幅區(qū)范圍比雙極型三極管差放其非限幅區(qū)范圍比雙極型三極管差放寬許多。寬許多。2 2、差模傳輸特性、差模傳輸特性3.4.6 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管差差分分放放大大電電路路一、一、MOS管基本差分管基本差分放大電路放大電路共模交流通路：共模交流通路：3 3、共模輸入、共模輸入一、一、MOS管基本差分管基本差分放大電路放大電路3.4.6 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管差差分分放放大大電電路路二、二、MOS管有源負(fù)載差分放大電路管有源負(fù)載差分放大電路E/EE/E型放大電路型放大電路負(fù)載管的微變電阻為負(fù)載管的微變電阻為3411/mmgg 1213113/()1/oviimd

47、smmmVAVVgrggg 3.4.6 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管差差分分放放大大電電路路以電流源作為有以電流源作為有源負(fù)載的源負(fù)載的CMOSCMOS差差放。放。34/2DDSSIII12113(/)oviimdsdsVAVVgrr 一、一、MOS管基本差分管基本差分放大電路放大電路3.4.6 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管差差分分放放大大電電路路以鏡像電流源以鏡像電流源作為有源負(fù)載作為有源負(fù)載的的CMOSCMOS差放。差放。1224(/)oviimdsdsVAVVgrr 可類比三極管可類比三極管差放電路。差放電路。一、一、MOS管基本差分管基本差分放大電路放大電路3.4.6 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管差差分分放放大大電電路路用于控制信號(hào)的通斷。用于控制信號(hào)的通斷。用途用途一個(gè)理想的模擬開關(guān)：接通時(shí)電阻為一個(gè)理想的模擬開關(guān)：接通時(shí)電阻為零，關(guān)斷時(shí)電阻為無窮大。開關(guān)的工零，關(guān)斷時(shí)電阻為無窮大。開關(guān)的工作速度要快且對(duì)其它電路的性能的影作速度要快且對(duì)其它電路的性能的影響要小。響要小。要求要求實(shí)際的模擬開關(guān)是由工作在開關(guān)狀態(tài)實(shí)際