模电课件第5章
45页1、1,5 场效应管放大电路,Fundamental of Electronic Technology,CTGU,2,内容,5.3 结型场效应管(JFET),5.1 金属-氧化物-半导体(MOS)场效应管,5.2 MOSFET放大电路,5.5 各种放大器件电路性能比较,*5.4 砷化镓金属-半导体场效应管,3,要求,掌握场效应管的直流偏置电路及分析; 场效应管放大器的微变等效电路分析法。,4,N沟道,P沟道,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,(耗尽型),场效应管分类:,5,5.1 金属氧化物半导体 (MOS)场效应管,MOSFET简称MOS管,它有N沟道和P沟道之分,其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种。,耗尽型:当vGS0时,存在导电沟道,iD0。 增强型:当vGS0时,没有导电沟道,iD0。,6,5.1.1 N沟道增强型MOSFET,1结构,P型基底,两个N区,SiO2绝缘层,导电沟道,金属铝,N沟道增强型,7,N 沟道耗尽型,予埋了导电沟道,8,P 沟道增强型,9,P 沟道耗尽型,予埋了导电沟道,10,2工作原理,JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制,来改变导
2、电沟道的宽窄,从而控制漏极电流的大小。而MOSFET则是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。,11,2工作原理,(以N 沟道增强型为例),VGS=0时,对应截止区,12,VGS0时,感应出电子,VT称为开启电压,13,VGS较小时,导电沟道相当于电阻将D-S连接起来,VGS越大此电阻越小。,14,当VDS不太大时,导电沟道在两个N区间是均匀的。,当VDS较大时,靠近D区的导电沟道变窄。,15,VDS增加,VGD=VT 时,靠近D端的沟道被夹断,称为予夹断。,16,3特性曲线(增强型N沟道MOS管),17,输出特性曲线,3特性曲线(增强型N沟道MOS管),18,转移特性曲线,3特性曲线(增强型N沟道MOS管),在恒流区(线性放大区,即VGSVT时有:,ID0是vGS=2VT时的iD值。,19,4参数,P210表5.1.1列出了MOSFET的主要参数。,20,5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET,耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道,加反向电压才能夹断。,转移特性曲线,21,输出特性曲线,UGS=0,UGS0,UGS0,22,5.2 MOSFET
3、放大电路, 直流偏置电路, 静态工作点, FET小信号模型, 动态指标分析, 三种基本放大电路的性能比较,5.2.1 FET的直流偏置及静态分析,5.2.2 FET放大电路的小信号模型分析法,23,1. 直流偏置电路,5.2.1 FET的直流偏置电路及静态分析,(1)自偏压电路,(2)分压式自偏压电路,vGS,vGS,vGS,vGS,vGS,VGS =,- IDR,24,Q点:,VGS 、,ID 、,VDS,vGS =,VDS =,已知VP ,由,VDD,- ID (Rd + R ),- iDR,可解出Q点的VGS 、 ID 、 VDS,25,5.2.2 FET放大电路的小信号模型分析法,1. FET小信号模型,(1)低频模型,26,(2)高频模型,27,2. 动态指标分析,(1)共源电路及其小信号模型,28,2. 动态指标分析,中频小信号模型:,29,2. 动态指标分析,(2)中频电压增益,(3)输入电阻,(4)输出电阻,忽略 rD,由输入输出回路得,则,通常,则,30,例5.2.2 共漏极放大电路如图示。试求中频电压增益、输入电阻和输出电阻。,(2)中频电压增益,(3)输入电阻,得
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