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模拟电路第四章.ppt
文档介绍:
学习要点:
认识另一种电压放大器件FET的导电机制;
掌握导电沟道、夹断电压(开启电压)、反型层等概念,了解FET与BJT的差别;
会计算FET放大电路的静态工作点,会用等效电路计算放大器指标。
场效应管及基本放大电路
vGS 对沟道的影响(vDS =0)
全夹断
P+
P+
N
D
S
G
VGS
0≥vGS>Vp
P+
P+
N
D
S
G
VGS
0≥vGS>Vp
P+
P+
D
S
G
VGS
vGS≤Vp<0
第四章
vGS <0是为了保证PN结反偏
使沟道刚好全夹断的vGS值称为夹断电压Vp
4.1 结型场效应管(JFET)
4.1.1 结构与工作原理
|vGS|维持较小值,加上漏源电压vDS
为保证PN结反偏, vDS >0
结反偏电压 vGD= vGS - vDS
vGD > Vp ,iD基本随vDS增加
vGD = Vp ,预夹断
vGD < Vp ,部分夹断
iD
vDS
O
VGD =Vp
BVDS
A
H
B
试想,取不同的vGS ,在同样的vDS下, iD会有怎样的变化呢?
D
S
G
P+
P+
vDS
vGS
D
S
G
P+
P+
vDS
vGS
D
S
G
P+
P+
vDS
vGS
第四章
vDS = vGS- Vp
vDS和vGS对沟道的影响是完全不同的
漏源电压vDS不变,逐渐减小vGS
D
S
G
P+
P+
vDS
vGS
P+
P+
预夹断时的vGS
P+
P+
P+
P+
vGS继续减小,夹断区域增大
vGS继续减小,夹断区域更大
vGS继续减小,全部夹断
第四章
4.1.2 JEFT特性曲线
1.输出特性
输出特性
转移特性
vGS
-1
-2
-3
-4
-5
0
-6
iD
-vGS
6 5 4 3 2 1 0
vDS
vDS = vGS - Vp
0
⑴可变电阻区 vGD>Vp
沟道呈现的电阻随vGS变化
⑵放大区
沟道部分夹断, iD仅授vGS控制
vGD<Vp
vGS >Vp
⑶截止区
vGS <Vp
沟道全夹断, iD =0
沟道未夹断
2.转移特性
工程计算中使用的转移特性
IDSS是vGS=0的iD (饱和漏极电流)
第四章
预夹断: vGD=Vp
4.1.2 JEFT参数
夹断电压VP
沟道全部夹断时所需的栅源电压
饱和漏电流IDSS
饱和区内 vGS=0时的iD值。
直流输入电阻RGS
vDS=0条件下,栅、源极间加一定直流电压时栅、源极间的直流电阻
4.1.3 JFET的特点
P沟道JFET栅源电压和漏源电压该怎样设置?
Is Vp>0 or Vp<0 for P -JFET ?
1.沟道是唯一导电路径,只由一种多子漂移完成,噪声小,温度稳定性好;
2.G、S间PN结反偏,有很高的直流输入电阻和交流输入电阻;
3.漏极和源极结构上没有区别,可以互换;
4.在基本上不吸收栅流的情况下,通过vGS的大小变化控制耗尽区宽度,从而实现对iD的控制——电压控制器件;
5.与BJT相比,FET的饱和压降大(预夹断点的vDS ),从而输出电压的动态范围较小;
6.场效应管的跨导gm值较低,在同样的负载电阻下,电压放大倍数不如BJT。
第四章
4.2 MOSFET
场效应管的另一种类型:绝缘栅型场效应管。
Metal-Oxide-Semiconduction
G
S
D
G
S
D
G
S
D
G
S
D
N沟道增强型
P沟道增强型
N沟道耗尽型
P沟道耗尽型
4.2.1 N沟道增强型MOSFET
1 结构与工作原理
N+
N+
P衬底
S
G
D
SiO2
B
反型层
在P衬底上形成电子为多子的N型导电沟道层
vGS
耗尽区
反型层刚形成时对应的栅源电压vGS称为开启电压VT
第四章
分析vGS 、vDS对导电沟道的影响(vDS >0)
反型层形成后,加上漏源电压vDS就会形成电流iD。
vGS > VT,导电沟道形成。 vDS的存在使沟道宽度不均匀。
与JFET类似
⑴ vGD = vGS -vDS > VT,沟道未夹断可变电阻区(a)
⑵ vGD = vGS -vDS = VT,沟道预夹断(b)
⑶ vGD = vGS -vDS < VT,沟道部分夹断放大区(c)
vGS < VT,沟道全夹段截止区(d) 。
S
G
D
B
N+
N+
S
G
D
B
N+
N+
S
G
D
B
N+
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