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第3章 场效应晶体管放大电路课件.ppt

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第3章 场效应晶体管放大电路课件.ppt

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第3章 场效应晶体管放大电路课件.ppt

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Sect
、结型场效应管
、绝缘栅场效应管MOS


场效应管FET与三极管BJT的区别
Sect
:是电流控制元件;FET:是电压控制元件。
—空穴,因此称其为双极型器件;
FET是电压控制元件,参与导电的只有一种载流子,称为单级型器件。
,一般102~104;FET输入电阻高,可达109~1014
场效应管的分类
结型场效应管JFET
MOS型场效应管MOSFET
双极型三极管场效应三极管
噪声较大较小
温度特性受温度影响较大较小,可有零温度系数点
输入电阻几十到几千欧姆几兆欧姆以上
静电影响不受静电影响易受静电影响
集成工艺不易大规模集成适宜大规模和超大规模集成
、结型场效应管
Sect
、结构与工作原理
漏极D集电极C
栅极G基极B
源极S发射极E
导通条件:
UGS0UBE0
UDS0UBC0
1)在一定UDS作用下,栅源极电压为负,栅源极勾道通,
UGS决定电流iD的大小
2)沟道中只有一种截流子——单极型晶体管
1、结构

UP
转移特性曲线
输出特性曲线
Sect

:
可变电阻区
线性放大区ID=gmUGS
击穿区
IDSS:饱和栅极漏极电流,UGS=0
UP:预夹断电压,iD=0
UT:开启电压,不通转通
:
UT
、绝缘栅场效应管MOS
Sect

漏极D→集电极C
源极S→发射极E
栅极G→基极B
衬底B
电极—金属
绝缘层—氧化物
基体—半导体
称之为MOS管
类型:N沟道增强型
P沟道耗尽型
退出

当UGS较小时,虽然在P型衬底表面形成
一层耗尽层,但负离子不能导电。
当UGS=UT时,在P型衬底表面形成一层
电子层,形成N型导电沟道
在UDS的作用下形成ID。
UDS
ID
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-
UGS
反型层
当UGS=0V时,漏源之间相当两个背靠背的PN结,无论UDS之间加上电压
不会在D、S间形成电流ID,即ID≈0.
当UGS>UT时,沟道加厚,沟道电阻
减少,在相同UDS的作用下
ID将进一步增加
开始无导电沟道,当在UGSUT时
才形成沟道,这种类型的管子称为
增强型MOS管
Sect
N沟道增强型MOS工作原理
2).输出特性曲线
:
UGS一定,ID基本不随UDS变化而变
:
UDS增加到某一值时,ID开始剧增而出现击穿。ID开始剧增时UDS称为漏源击穿电压。
UGS=6V
UGS=4V
UGS=5V
UGS=3V
UGS=UT=3V
UGS(V)
ID(mA)
Sect
UGS一定时,ID与UDS的变化曲线,是一族曲线ID=f(UDS)UGS=C
:
近线性ID≈2K(UGS-UT)UDS
可变电阻区:当UGS变化时,RON将随之变化
恒阻区:当UGS一定时,RON近似为一常数

+++++++


耗尽型MOS管存在
原始导电沟道
Sect

当UGS=0时,UDS加正向电压,产生漏极电流ID,此时的漏极电流称为漏极饱和电流IDSS
当UGS>0时,将使ID进一步增加。
当UGS<0时,UGS的减小漏极电流逐渐减小。直至ID=0。对应ID=0的UGS称为夹断电压UP
退出

转移特性曲线
UGS(V)
ID(mA)
UP
在恒流区
ID≈K(UGS-UP)2
沟道较短时
ID≈K(UGS-UT)2(1+UDS)
ID≈IDSS(1-UGS/UP)2
常用关系式:
Sect
输出特性曲线
ID(mA)
N沟道耗尽型MOS管可工作在
UGS0或UGS>0
N沟道增强型MOS管只能工作在
UGS>0

Sect

MOS增强型管的参数,栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。

夹断电压是耗尽型FET的参数,当UGS=UP时,漏极电流为零。

耗尽型场效应三极管当UGS=0时所对应的漏极电流。

栅源间所加的恒定电压UGS与流过栅极电流IGS之比
结型场效应管,反偏时RGS约大于107Ω,绝缘栅场效应管RGS约是109~1015Ω


JFET:反向饱和电流剧增时的栅源电压MOS:使SiO2绝缘层击穿的电压