模擬電子技術第3章場效應管及其應用

模擬電子技術第3章場效應管及其應用Contents目錄引言場效應管的基本原理場效應管的主要參數(shù)場效應管的應用場效應管的特性與注意事項總結與展望引言01主題簡介場效應管是一種電壓控制型半導體器件，具有輸入阻抗高、噪聲低、動態(tài)范圍大等優(yōu)點，廣泛應用于放大、振蕩、開關等電路中。本章將介紹場效應管的基本原理、分類、特性以及在模擬電子技術中的應用。掌握場效應管的基本原理和分類。熟悉場效應管的特性和參數(shù)。了解場效應管在模擬電子技術中的應用和電路設計。學習目標場效應管的基本原理02柵極、源極和漏極場效應管具有三個電極，分別稱為柵極、源極和漏極。導電溝道在一定偏置條件下，在金屬-氧化物-半導體界面形成的導電通道。金屬-氧化物-半導體結構由金屬、氧化物和半導體材料組成，形成導電溝道。場效應管的結構場效應管是一種電壓控制器件，通過改變柵極電壓來控制源極和漏極之間的電流。電壓控制器件轉移特性曲線跨導描述柵極電壓與源極-漏極電流之間關系的曲線。描述柵極電壓變化對源極-漏極電流影響的參數(shù)。030201場效應管的工作原理03絕緣柵雙極晶體管（IGBT）一種復合結構的場效應管，結合了絕緣柵場效應管和雙極晶體管的優(yōu)點。01N溝道和P溝道根據(jù)導電溝道的類型，場效應管可分為N溝道和P溝道兩種類型。02增強型和耗盡型根據(jù)導電溝道的形成方式，場效應管可分為增強型和耗盡型。場效應管的分類場效應管的主要參數(shù)03直流參數(shù)場效應管正常工作所必須的最小電壓。當場效應管工作在飽和區(qū)時，漏極和源極之間的電壓。衡量場效應管放大能力的參數(shù)，表示柵極電壓對漏源電流的控制程度。漏極和源極之間的直流電阻，影響漏源電流的大小。開啟電壓漏源飽和壓降跨導漏極直流電阻低頻跨導截止頻率輸出電阻噪聲系數(shù)交流參數(shù)01020304衡量場效應管放大能力的參數(shù)，表示柵極電壓對漏源電流的控制程度。場效應管放大電路的頻率響應特性受到截止頻率的限制。表示場效應管放大電路的輸出特性，影響放大電路的電壓放大倍數(shù)和帶負載能力。衡量場效應管放大電路的噪聲性能的參數(shù)，包括熱噪聲、散粒噪聲等。最大漏極電流最大耗散功率最大漏源擊穿電壓最大柵極電壓極限參數(shù)場效應管正常工作時允許的最大漏極電流。場效應管正常工作時，漏極和源極之間的最大電壓。場效應管正常工作時允許的最大功率損耗。場效應管正常工作時，柵極和源極之間的最大電壓。場效應管的應用04利用場效應管的電壓控制電流特性，將輸入的電壓信號轉換為較大的輸出電流，實現(xiàn)電壓放大。電壓放大器通過將多個場效應管并聯(lián)，實現(xiàn)大功率輸出，用于音頻、視頻等信號的功率放大。功率放大器利用場效應管的跨導（gm）特性，將輸入的電壓信號轉換為輸出電流，用于信號的跨阻放大?？鐚Х糯笃髟诜糯笃髦械膽美脠鲂艿呢撟杼匦?，與適當?shù)姆答伨W絡一起構成負阻振蕩器，用于產生振蕩信號。負阻振蕩器利用場效應管的調頻特性，實現(xiàn)調頻振蕩，用于無線通信和廣播領域。調頻振蕩器在振蕩器中的應用利用場效應管的開關特性，實現(xiàn)模擬信號的切換，用于多路復用和信號選擇。利用場效應管的開關特性，實現(xiàn)邏輯門電路的功能，如與門、或門等。在開關電路中的應用邏輯門電路模擬開關場效應管的特性與注意事項05場效應管的源極和漏極的導電能力由柵極電壓控制，具有電壓控制型器件的特性。電壓控制型器件由于場效應管內部沒有機械運動部分，因此噪聲較低。低噪聲場效應管具有很高的輸入阻抗，可以減少信號源的負擔。高輸入阻抗場效應管易于集成在集成電路中，適合大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。易于集成場效應管的特性使用場效應管時，應確保電源電壓的穩(wěn)定，避免因電壓波動導致器件性能不穩(wěn)定或損壞。電源電壓驅動電路散熱設計匹配問題由于場效應管的輸入阻抗極高，需要適當?shù)尿寗与娐穪硖峁┳銐虻尿寗与娏?，以保證其正常工作。場效應管在工作過程中會產生熱量，需要進行有效的散熱設計，以防止過熱導致性能下降或損壞。在多級放大器中，應注意場效應管之間的匹配問題，以避免信號的失真和損失。使用場效應管的注意事項總結與展望06介紹了場效應管的構造、工作原理和特性，包括JFET、MOSFET和IGFET等類型。場效應管的基本原理重點介紹了場效應管在放大器、振蕩器和開關電路等模擬電子系統(tǒng)中的應用，以及其相對于雙極型晶體管的優(yōu)點。場效應管的應用討論了場效應管的參數(shù)，如轉移特性、輸出特性和噪聲性能等，并給出了選擇場效應管的一般原則。場效應管的參數(shù)與選擇強調了在使用場效應管時需要注意的問題，如偏置條件、頻率響應和散熱等。場效應管的使用注意事項本章總結新型場效應管的研究隨著電子技術的不斷發(fā)展，新型場效應管的研究也在不斷深入，如高電子遷移率晶體管(HEMT)、二維電子氣場效應管等。隨著物聯(lián)網技術的普及，場效應管在無線通信、傳感器和執(zhí)行器等領域的應用將更加廣泛。隨著集成電路技術的發(fā)展，場效應管的