海南大学：《电子技术基础》课程教学课件（模拟电子技术基础）05 场效应管放大电路

S场效应管放大电路-FET Amplifiers 5.0 Introduction to FET 5.1 Metal Oxide Semiconductor FET 5.2 MOSFET Amplifiers 5.3 Junction FET *5.4砷化镓金属-半导体场效应管 5.5各种放大器件电路性能比较

5.3 Junction FET 5.1 Metal Oxide Semiconductor FET 5.2 MOSFET Amplifiers 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 -FET Amplifiers 5.0 Introduction to FET

5.0 Introduction to FET ◆BJT是一种电流控制元件(i→id)-CCCS, 多子和少子都参与导电，故称为双极型器件。 输入电阻较小：rbe=102~1042。 ◆场效应管(Field Effect Transistor简称FET) 是一种电压控制器件(ucs→iD)-VCCS，只有 一种载流子参与导电，故它是单极型器件.输入 电阻较大：109~10142。 ◆特点：易集成(LSIVLS),输入阻抗高

◆ BJT是一种电流控制元件 (iB →iC ) - CCCS, 多子和少子都参与导电，故称为双极型器件。 输入电阻较小:rbe =102～104。 ◆ 场效应管(Field Effect Transistor简称FET) 是一种电压控制器件(uGS → iD ) - VCCS , 只有 一种载流子参与导电, 故它是单极型器件. 输入 电阻较大:109～1014。 5.0 Introduction to FET ◆特点：易集成(LSI\VLSI)，输入阻抗高

◆FET的分类 1、按参与导电的载流子划分，有： 沟道器件-电子作为载流子 P沟道器件一空穴作为载流子 2、按结构来划分，有两大类。 (1)结型场效应管-JFET Junction type Field Effect Transister JFET (2)绝缘栅型场效应-IGFET Insulated Gate Field Effect Transister -IGFET 也称金属氧化物场效应MOSFET Metal Oxide Semiconductor FET-MOS FET

(1)结型场效应管－JFET Junction type Field Effect Transister －JFET (2)绝缘栅型场效应－IGFET Insulated Gate Field Effect Transister －IGFET 也称金属氧化物场效应MOSFET Metal Oxide Semiconductor FET– MOS FET N沟道器件－电子作为载流子 P沟道器件－空穴作为载流子 1、按参与导电的载流子划分，有： ◆ FET的分类 2、按结构来划分，有两大类

N沟道JFET-N-channel JFET JFET (耗尽型) P沟道JFET-P-channel JFET FET 增强型 N沟道 MOSFET MOSFET P沟道 (IGFET) N沟道 耗尽型 MOSFET P沟道 增强型-Enhancement-.mode 耗尽型-Depletion-mode)

N沟道 JFET - N-channel JFET P沟道 JFET - P-channel JFET 增强型 MOSFET 耗尽型 MOSFET N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 （耗尽型） FET JFET MOSFET (IGFET) 增强型-Enhancement-mode 耗尽型-Depletion-mode)

5.3 JFET 5.3.1 Construction and Operation ◆Construction-结构 ◆Operation-工作原理 5.3.2 Characteristic curves and Parameters ◆Drain Characteristics-输出特性 ◆Transfer Characteristics-转移特性 ◆Main parameter-主要参数 5.3.3 Small-signal model analysis

5.3 JFET ◆ Construction - 结构 ◆ Operation - 工作原理 ◆ Drain Characteristics -输出特性 ◆ Transfer Characteristics-转移特性 ◆ Main parameter -主要参数 5.3.1 Construction and Operation 5.3.2 Characteristic curves and Parameters 5.3.3 Small-signal model analysis

5.3.1 Construction and Operation of JFET 1.Construction and Symbol N-JFET结构演示 g d 金属铝 漏极 od 栅极 导电 g 道 源极 N沟道管 P沟道管 高浓度P区(a)N沟道-N-channel (b)符号 D(Drain)-漏极，G(Gate)-栅极，S(Source)-源极

＋ ＋ N沟道 - N-channel 符号 5.3.1 Construction and Operation of JFET 1. Construction and Symbol 漏极 栅极 源极 导 电 沟 道 SiO2 金属铝 高浓度P区 N-JFET结构演示 D (Drain) -漏极，G (Gate) -栅极，S (Source) -源极

◆两个PN结夹着一个导电沟道(N沟道P沟道) ◆三个电极： g(栅极) d(漏极) s(源极) o d PN结 PN结 g 型导电沟道 d o P型导电沟道 ◆符号中的箭头方向表示：PN结正偏方向(P→N)

- - - p + + p d s g N d s g - - - N+ +N d s g P d s g ◆两个PN结夹着一个导电沟道(N沟道/P沟道) ◆三个电极： g(栅极) d(漏极) s(源极) ◆符号中的箭头方向表示：PN结正偏方向 (PN) 。 N 型 导 电 沟 道 PN结 PN结 P 型 导 电 沟 道

2.Operation of JFET(以N-JFET为例) (1)Vcs对沟道的控制作用：Vcs<0,VDs=0 ①当Vcs=0时，导电沟道最宽。 ②当Vcs↓时，PN结反偏，耗 尽层变宽，导电沟道变窄，沟 道电阻增大。 ③当VGs↓到一定值时，沟道 完全合拢。 ◆夹断电压Vp使导电沟道完 全合拢时对应的栅源电压VGs

2. Operation of JFET ( 以N-JFET为例 ) (1) VGS对沟道的控制作用: VGS <0，VDS =0 ①当 VGS =0 时 ,导电沟道最宽。 ②当 VGS ↓ 时, PN结反偏, 耗 尽层变宽, 导电沟道变窄, 沟 道电阻增大。 ③当 VGS ↓到一定值时 ,沟道 完全合拢 。 ◆夹断电压 VP :使导电沟道完 全合拢时对应的栅源电压 VGS . N g d s p+ VGG p+ p s d + g GG N V p+ N GG g + s d p V p+

Vcs对沟道的控制作用：Vcs0

VGS对沟道的控制作用: VGS 0

(2)VDs对沟道的控制作用：Vcs=O,VDs>0 ① 当VDs=0时，b=0。 ②VDs↑→Io↑→G、D间 PN结的反向电压最大，使靠 近漏极处的耗尽层加宽，沟 道变窄，呈楔形分布。 ③当VDst到VGD=Vp时，在 靠漏极处夹断一预夹断。 ④VDs再↑，预夹断点下移， 夹断区延长 ◆预夹断前，VDs↑→bt. ◆预夹断后，Vs↑→n几乎不变

(2)VDS对沟道的控制作用: VGS =0，VDS >0 ① 当VDS =0时， iD =0。 ② VDS ↑→ID ↑→ G、D间 PN结的反向电压最大, 使靠 近漏极处的耗尽层加宽, 沟 道变窄，呈楔形分布。 ③当VDS ↑到VGD =VP时, 在 靠漏极处夹断—预夹断。 ◆预夹断前, VDS↑→ID ↑. ◆预夹断后， VDS↑→ID 几乎不变。 ④ VDS再↑, 预夹断点下移， 夹断区延长 N g d s p+ p+ id VDD d s N g id p+ p+ VDD N g s d id VDD p+ p+ s id g V d DD p+ p+