第三章 場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路.ppt

1、第三章 場(chǎng)效應(yīng)管及其基本放大電路,5.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,5.2 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 5.3 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路,N溝道,P溝道,增強(qiáng)型,耗盡型,N溝道,P溝道,N溝道,P溝道,（耗盡型）,分類：,5.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（以N溝道為例）,場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對(duì)應(yīng)于晶體管的e、b、c；有三個(gè)工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對(duì)應(yīng)于晶體管的截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)。,符號(hào),結(jié)構(gòu)示意圖,導(dǎo)電溝道,單極型管噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)、低電壓工作,1. 結(jié)構(gòu),2. 工作原理 （1）柵-源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道寬度的控制作用,溝道最寬,uGS可以控制導(dǎo)電溝道的寬度。為什么

2、g-s必須加負(fù)電壓？,UGS（off）,（2）漏-源電壓對(duì)漏極電流的影響,uGSUGS（off）且不變，VDD增大，iD增大。,預(yù)夾斷,uGDUGS（off）,VDD的增大，幾乎全部用來(lái)克服溝道的電阻，iD幾乎不變，進(jìn)入恒流區(qū)，iD幾乎僅僅決定于uGS。,場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件是什么？,uGDUGS（off）,uGDUGS（off）,夾斷電壓,漏極飽和電流,3. 特性,場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，因而uGSUGS（off）且uGDUGS（off）。,uDGUGS（off）,（1）轉(zhuǎn)移特性,g-s電壓 控制d-s的 等效電阻,（2）輸出特性,預(yù)夾斷軌跡，uGDUGS（off）,可變電阻區(qū),恒 流

3、區(qū),iD幾乎僅決定于uGS,擊 穿 區(qū),夾斷區(qū)（截止區(qū)）,不同型號(hào)的管子UGS（off）、IDSS將不同。,低頻跨導(dǎo)：,二、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,uGS增大，反型層（導(dǎo)電溝道）將變厚變長(zhǎng)。當(dāng)反型層將兩個(gè)N區(qū)相接時(shí)，形成導(dǎo)電溝道。,SiO2絕緣層,襯底,反型層,1. 增強(qiáng)型管,大到一定值才開啟,增強(qiáng)型MOS管uDS對(duì)iD的影響,用場(chǎng)效應(yīng)管組成放大電路時(shí)應(yīng)使之工作在恒流區(qū)。N溝道增強(qiáng)型MOS管工作在恒流區(qū)的條件是什么？,iD隨uDS的增大而增大，可變電阻區(qū),uGDUGS（th）,預(yù)夾斷,iD幾乎僅僅受控于uGS，恒流區(qū),剛出現(xiàn)夾斷,uGS的增大幾乎全部用來(lái)克服夾斷區(qū)的電阻,2. 耗盡型 MOS管,耗盡

4、型MOS管在 uGS0、 uGS 0、 uGS 0時(shí)均可導(dǎo)通，且與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管不同，由于SiO2絕緣層的存在，在uGS0時(shí)仍保持g-s間電阻非常大的特點(diǎn)。,加正離子,小到一定值才夾斷,uGS=0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道,3. MOS管的特性,1)增強(qiáng)型MOS管,2)耗盡型MOS管,開啟電壓,夾斷電壓,3. 場(chǎng)效應(yīng)管的分類工作在恒流區(qū)時(shí)g-s、d-s間的電壓極性,問(wèn)題：uGS=0可工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？ 只有uGS0才可能工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？ 只有uGS0才可能工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有哪幾種？,討論一：利用圖示場(chǎng)效應(yīng)管組成原理性共源放大電路。,討論二：如何利用Multisim測(cè)試場(chǎng)

5、效應(yīng)管的輸出特性,從輸出特性曲線說(shuō)明場(chǎng)效應(yīng)管的哪些特點(diǎn)？,5.3 場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路,一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法,二、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析,三、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的頻率響應(yīng),一、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法,根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件，在g-s、d-s間加極性合適的電源,1. 基本共源放大電路,2. 自給偏壓電路,由正電源獲得負(fù)偏壓 稱為自給偏壓,哪種場(chǎng)效應(yīng)管放大電路能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn)？,3. 分壓式偏置電路,為什么加Rg3?其數(shù)值應(yīng)大些小些？,即典型的Q點(diǎn)穩(wěn)定電路,二、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析,近似分析時(shí)可認(rèn)為其為無(wú)窮大！,根據(jù)iD的表達(dá)式或轉(zhuǎn)移特性可求得gm。,與晶體管的h參數(shù)等效模型類比：,1. 場(chǎng)效應(yīng)管的交流等效模型,2. 基本共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析,若Rd=3k， Rg=1M， gm=2mS，則 與共射電路比較。,3. 基