模拟电子技术华成英场效应管及其基本放大电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,华成英,模拟电子技术基础,Fundamentals of Analog Electronic,第五章 场效应管及其放大电路,1,第五章 场效应管及其放大电路,5.1,场效应管,5.2,场效应管基本放大电路,2,5.1,场效应管,一、,结型场效应管,二、,绝缘栅型场效应管,三、场效应管的分类,3,一、结型场效应管,（以,N,沟道为例）,场效应管有三个极：源极（,s,）,、栅极（,g,）、漏极（,d,），对应于晶体管的,e,、,b,、,c,；有,三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于,晶体,管的截止区、放大区、饱和区。,符号,结构示意图,栅极,漏极,源极,导电沟道,单极型管,噪声小、抗辐射能力强、低电压工作,1.,结构,4,2.,工作原理,（,1,）栅,-,源电压对导电沟道宽度的控制作用,沟道最宽,沟道变窄,沟道消失称为夹断,u,GS,可以控制导电沟道的宽度。为什么,g-s,必须加负电压？,U,GS,（,off,）,5,（,2,）漏,-,源电压对漏极电流的影响,u,GS,U,GS,（,off,）,且不变，,V,DD,增大，,i,D,增大,。,预夹断,u,GD,U,GS,（,off,）,V,DD,的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，,i,D,几乎不变，进入恒流区，,i,D,几乎仅仅决定于,u,GS,。,场效应管工作在恒流区的条件是什么？,u,GD,U,GS,（,off,）,u,GD,U,GS,（,off,）,6,夹断电压,漏极饱和电流,3.,特性,场效应管工作在恒流区，因而,u,GS,U,GS,（,off,）,且,u,GD,U,GS,（,off,）,。,u,DG,U,GS,（,off,）,（,1,）转移特性,7,g-s,电压,控制,d-s,的,等效电阻,（,2,）输出特性,预夹断轨迹，,u,GD,U,GS,（,off,）,可变电阻区,恒,流,区,i,D,几乎仅决定于,u,GS,击,穿,区,夹断区（截止区）,夹断电压,I,DSS,i,D,不同型号的管子,U,GS,（,off,）,、,I,DSS,将不同。,低频跨导：,8,二、绝缘栅型场效应管,u,GS,增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个,N,区相接时，形成导电沟道。,SiO,2,绝缘层,衬底,耗尽层,空穴,高掺杂,反型层,1.,增强型管,大到一定值才开启,9,增强型,MOS,管,u,DS,对,i,D,的影响,用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。,N,沟道增强型,MOS,管工作在恒流区的条件是什么？,i,D,随,u,DS,的增大而增大，可变电阻区,u,GD,U,GS,（,th,）,预夹断,i,D,几乎仅仅受控于,u,GS,，恒流区,刚出现夹断,u,GS,的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻,10,2.,耗尽型,MOS,管,耗尽型,MOS,管在,u,GS,0,、,u,GS,0,、,u,GS,0,时均可导通，且与结型场效应管不同，由于,SiO,2,绝缘层的存在，在,u,GS,0,时仍保持,g-s,间电阻非常大的特点。,加正离子,小到一定值才夹断,u,GS,=0,时就存在导电沟道,11,3.,MOS,管的特性,1),增强型,MOS,管,2),耗尽型,MOS,管,开启电压,夹断电压,12,3.,场效应管的分类,工作在恒流区时,g-s,、,d-s,间的电压极性,问题,：,u,GS,=0,可工作在恒流区的场效应管有哪几种？,只有,u,GS,0,才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？,只有,u,GS,0,才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？,13,讨论一,：,利用图示场效应管组成原理性共源放大电路。,14,讨论二：如何利用,Multisim,测试场效应管的输出特性,从输出特性曲线说明场效应管的哪些特点？,15,5.2,场效应管基本放大电路,一、场效应管静态工作点的设置方法,二、场效应管放大电路的动态分析,三、场效应管放大电路的频率响应,16,一、场效应管静态工作点的设置方法,根据场效应管工作在恒流区的条件，在,g-s,、,d-s,间加极性合适的电源,1.,基本共源放大电路,17,2.,自给偏压电路,由正电源获得负偏压,称为自给偏压,哪种场效应管放大电路能够采用这种电路形式设置,Q,点？,18,3.,分压式偏置电路,为什么加,R,g3,?,其数值应大些小些？,哪种场效应管能够采用这种电路形式设置,Q,点？,即典型的,Q,点稳定电路,19,二、场效应管放大电路的动态分析,近似分析时可认为其为无穷大！,根据,i,D,的表达式或转移特性可求得,g,m,。,与晶体管的,h,参数等效模型类比：,1.,场效应管的交流等效模型,20,2.,基本共源放大电路的动态分析,若,R,d,=3k,，,R,g,=1M,，,g,m,=2mS,，则,与共射电路比较。,21,3.,基本共漏放大电路的动态分析,若,R,s,=3k,，,g,m,=2mS,，则,22,基本共漏放大电路输出电阻的分析,若,R,s,=3k,，,g,m,=2mS,，则,R,o,=?,23,三、场效应管单管放大电路的频率响应,24,