场效应管及其放大电路.ppt

第九讲第九讲 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路一、场效应管一、场效应管二、场效应管放大电路静态工作点二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法的设置方法三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析四、复合管四、复合管一、场效应管一、场效应管（以（以N沟道为例）沟道为例） 场效应管有三个极：源极（场效应管有三个极：源极（s））、、栅极（栅极（g）、）、漏极（漏极（d），），对应于晶体管的对应于晶体管的e、、b、、c；有；有三个工作区域：截止区、恒流区、三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于可变电阻区，对应于晶体晶体管的截止区、放大区、饱和区管的截止区、放大区、饱和区1. 结型场效应管结型场效应管导电导电沟道沟道源极源极栅极栅极漏极漏极符号符号结构示意图结构示意图栅栅- -源电压对导电沟道宽度的控制作用源电压对导电沟道宽度的控制作用沟道最宽沟道最宽沟道变窄沟道变窄沟道消失沟道消失称为夹断称为夹断 uGS可以控制导电沟道的宽度为什么可以控制导电沟道的宽度为什么g-s必必须加负电压？须加负电压？UGS（（off））漏漏- -源电压对漏极电流的影响源电压对漏极电流的影响uGS＞＞UGS（（off））且不变且不变，，VDD增大，增大，iD增大增大。

预夹断预夹断uGD＝＝UGS（（off））VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，电阻，iD几乎不变，进入恒流区，几乎不变，进入恒流区，iD几几乎仅仅决定于乎仅仅决定于uGS场效应管工作在恒流区的条件是什么场效应管工作在恒流区的条件是什么？？uGD>UGS（（off））uGD

当增大，反型层（导电沟道）将变厚变长当反型层将两个反型层将两个N区相接时，形成导电沟道区相接时，形成导电沟道增强型管增强型管SiO2绝缘层绝缘层衬底衬底耗尽层耗尽层空穴空穴高高掺杂掺杂反型层反型层大到一定大到一定值才开启值才开启增强型增强型MOS管管uDS对对iD的的影响影响 用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区N沟道增强型沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？管工作在恒流区的条件是什么？ iD随随uDS的的增增大而增大，可大而增大，可变电阻区变电阻区 uGD＝＝UGS（（th））,预夹断预夹断 iD几乎仅仅几乎仅仅受控于受控于uGS，，恒恒流区流区刚出现夹断刚出现夹断uGS的的增大几乎全部用增大几乎全部用来克服夹断区的电阻来克服夹断区的电阻耗尽型耗尽型MOS管管 耗尽型耗尽型MOS管在管在 uGS＞＞0、、 uGS ＜＜0、、 uGS ＝＝0时均可导时均可导通，且与结型场效应管不同，由于通，且与结型场效应管不同，由于SiO2绝缘层的存在，在绝缘层的存在，在uGS＞＞0时仍保持时仍保持g-s间电阻非常大的特点。

间电阻非常大的特点加正离子加正离子小到一定小到一定值才夹断值才夹断uGS=0时就存在时就存在导电沟道导电沟道MOS管的特性管的特性1)增强型增强型MOS管管2)耗尽型耗尽型MOS管管开启开启电压电压夹断夹断电压电压3. 场效应管的分类场效应管的分类工作在恒流区时工作在恒流区时g-s、、d-s间的电压极性间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？可工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＞＞0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＜＜0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ 二、场效应管静态工作点的设置方法二、场效应管静态工作点的设置方法 1. 基本共源放大电路基本共源放大电路 根据场效应管工作在恒流区的条件，在根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、、d-s间间加极性合适的电源加极性合适的电源2. 自给偏压电路自给偏压电路由正电源获得负偏压由正电源获得负偏压称为自给偏压称为自给偏压哪种场效应管能够采用这种电路形式设置哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？点？3. 分压式偏置电路分压式偏置电路为什么加为什么加Rg3?其数值应大些小些？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哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？点？即典型的即典型的Q点稳定电路点稳定电路三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大电路的动态分析 1. 场效应管的交流等效模型场效应管的交流等效模型近似分析时可认近似分析时可认为其为无穷大！为其为无穷大！根据根据iD的表达式或转移特性可求得的表达式或转移特性可求得gm。

与与晶体管的晶体管的h参数等效模型类比：参数等效模型类比：2. 基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析若Rd=3kΩ， Rg=5kΩ， gm=2mS，则与共射电路比较3. 基本共漏放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，则基本共漏放大电路输出电阻的分析基本共漏放大电路输出电阻的分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，则Ro=?四、四、复合管复合管复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子 不同类型的管子复合后，不同类型的管子复合后，其类型决定于其类型决定于T1管目的：增大目的：增大β，，减小前级驱动电流，改变管子的类型减小前级驱动电流，改变管子的类型讨论一讨论一判断下列各图是否能组成复合管判断下列各图是否能组成复合管 在合适的外加电压下，在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复适的通路，才能组成复合管Ri=? Ro=?讨论二讨论二清华大学 华成英 hchya@。