場效應晶體管及其放大電路應用

模擬電子技術

第三章場效應晶體管及其放大電路應用第三章場效應晶體管及其放大電路應用3.3

場效應管放大電路

3.1

場效應管概述3.2

絕緣柵型場效應管3.1

場效應管概述場效應管（FET）

結型（JFET）（屬于耗盡型）

絕緣柵型（MOSFET）

增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道3.2.1

N溝道增強型MOS管3.2絕緣柵場效應管(a)結構示意圖(b)電路符號P型半導體為襯底g柵極d漏極s源極1.結構2.工作原理

絕緣柵場效應管是通過改變柵-源電壓uGS的大小，從而改變襯底靠近絕緣層處感應電荷的多少，即改變感應電荷形成的導電溝道的狀況，達到控制漏極電流iD之目的。1）導電溝道的建立(a)uGS=0，無導電溝道

(b)uGS≥UGS(th)，建立導電溝道

UGS(th)稱為開啟電壓

2.工作原理2）uDS對iD的影響

(c)uDS>uGS-UGS(th)

(a)uDS較小(b)uDS=uGS-UGS(th)漏、源間呈可變電阻特性處于預夾斷狀態(tài)具有恒流源特性MOS管在正常工作情況下，uDS、UGS(th)是確定的，則3）uGS對iD的控制作用式中：IDO為uGS=2UGS(th)時的iD值

在滿足上式的情況下，只要改變uGS的值，就有一個確定的iD與之對應，從而實現(xiàn)uGS對iD的控制。2.工作原理MOS管在正常工作情況下，uDS、UGS(th)是確定的，則(a)轉移特性

(b)輸出特性3.特性曲線3.5場效應管放大電路(1)靜態(tài)：適當?shù)撵o態(tài)工作點，使場效應管工作在恒流區(qū)(放大區(qū))，場效應管的偏置電路相對簡單。(2)動態(tài)：能為交流信號提供通路。靜態(tài)分析：估算法、圖解法。動態(tài)分析：微變等效電路法。分析方法：

場效應管是電壓控制器件。它利用柵源電壓來控制漏極電流的變化。它的放大作用以跨導來體現(xiàn)，在場效應管的漏極特性的水平部分，漏極電流iD的值主要取決于uGS，而幾乎與uDS無關。3.5場效應管放大電路動態(tài)分析：微變等效電路法(a)包括rds在內(nèi)的微變等效電路

(b)簡化的微變等效電路3.3.1共源極放大電路

(b)交流通路(a)共源極放大電路1.靜態(tài)分析(UGSQ,IDQ,UDSQ)1）解析法2）圖解法

P84-853.3.1共源極放大電路

2.動態(tài)分析1）電壓放大倍數(shù)2）輸入電阻3）輸入電阻和輸出電阻3.3.1共源極放大電路

3.自給偏壓電路自給偏壓共源極放大電路(a)N溝道耗盡型MOS管放大電路(b)N溝道結型場效應管放大電路3.3.1共源極放大電路

4.舉例分析例：設上頁圖（a）所示共源極放大電路中，場效應管的UGS(off)=-1V,IDSS=0.5mA，UDD=18V,R1=47kΩ，R2=2MΩ，Rg=10MΩ，Rs=2kΩ，Rd=30kΩ，RL=30kΩ。1）求放大電路的靜態(tài)工作點；2）求放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解

1）根據(jù)電路的直流通路，有IDQ1=1.6mA[舍去]；IDQ2=0.32mA=IDQUGSQ=-0.23VUDSQ=7.76V解得：3.3.1共源極放大電路

例：設圖（a）所示共源極放大電路中，場效應管的UGS(off)=-1V,

IDSS=0.5mA，UDD=18V,R1=47kΩ，R2=2MΩ，Rg=10MΩ，

Rs=2kΩ，Rd=30kΩ，RL=30kΩ。2）求放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：2)先求gm本章小結場效應管是一種電壓控制器件；和半導體三極管相比，場效應管由多數(shù)載流子參與導電，所以溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強、噪聲低。場效應管主要優(yōu)點有輸入電阻非常高；場效應管分為結型和絕緣柵型兩類，每類