《模拟电子技术》课程教学资源（课件讲稿）第4章 MOS模拟集成电路的基本单元

1/54课程章节第1章 绪论第2章半导体器件基础第3章双极型模拟集成电路的基本单元电路第4章MOS模拟集成电路的基本单元电路第5章负反馈放大电路第6章集成运算放大器的分析与应用第7章直流电源电路

1/54 第1章 绪论 第2章 半导体器件基础 第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路 第4章 MOS模拟集成电路的基本单元电路 第5章 负反馈放大电路 第6章 集成运算放大器的分析与应用 第7章 直流电源电路 课程章节

第四章MOS模拟集成电路的基本单元问题：1.如何用FET构成基本放大电路？2用FET可以构成哪三种基本放大电路？3.场效应管放大电路与晶体管放大电路有哪些不同之处？4.在不同场合，应如何选择基本放大电路？

主讲:刘颖 问题： 1.如何用FET构成基本放大电路？ 2.用FET可以构成哪三种基本放大电路？ 3.场效应管放大电路与晶体管放大电路有 哪些不同之处？ 4.在不同场合，应如何选择基本放大电路 ？ 第四章MOS模拟集成电路的基本单元

3/54第四章MOS模拟集成电路的基本单元MOS场效应管的特点[二 （模型）场效应管的等效电路三、MOS管三种基本放大电路四、MOS恒流源负载五、MOS管电流源福六、MOS管单级放大器t、MOS管差分放大电路5八九CMOS管功率放大电路MOS模拟开关江

3/54 第四章 MOS模拟集成电路的基本单元 一、MOS场效应管的特点 二、场效应管的等效电路（模型） 三、MOS管三种基本放大电路 四、MOS恒流源负载 五、MOS管电流源 六、MOS管单级放大器 七、MOS管差分放大电路 八、CMOS管功率放大电路 九、MOS模拟开关

4/54复习N沟道增强型MOS场效应管结构漏极D一集电极C栅极G一→基极B电极一金属源极S→发射极E绝缘层一氧化物北D基体一半导体因此称之为MOS管SiO2DN+N+GBoP衬底-SN沟道箭头向里栅极G一→基极B衬底断开B源极S发射极E衬底B漏极D一集电极C

4/54  N沟道增强型MOS场效应管结构 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 因此称之为MOS管 复习 栅极G→基极B 源极S→发射极E 漏极D→集电极C

5/54复习1各类绝缘栅场效应三极管（即MOS管）的特性曲线ID木ID+N沟道增强型8VdUGs= 6V600田绝缘栅场效应管4V02VeUsS+2P沟道增强型ID#IDd-8VTUGs=-6V+-4V2V5Ups

5/54 各类绝缘栅场效应三极管（即MOS管）的特性曲线 绝 缘 栅 场 效 应 管 N 沟 道 增 强 型 P 沟 道 增 强 型 复习1 UT

6/54复习2N沟道耗尽型ID木IDt+2VdXIDUGs=OV00+IDSS田-2V绝缘栅场效应管D田-5VUGS-UDss0-5P沟道耗尽型IDD-2VdUGs=0VIDSS+2V+5V④GSO+5s

6/54 绝缘栅场效应管 N沟道耗尽型 P 沟道耗尽型 复习 2 U P

7/54复习3dN沟道耗尽型ID#IDt田ID000VGs =0VeIDss-2V0EU-5Vs结型场效应管VDsGS0P沟道耗尽型ID*IDdVGs= OVIDSS+2V田+5VVDSGSs0+5福

7/54 结型场效应管 N沟道耗尽型P沟道耗尽型 复习 3 U P

8/54MOS场效应管的特点N场效应管与晶体管的相比，具有以下特点：1.电压控制元件，电流i,受电压ucs的控制2.是单级型器件，温度特性好，抗辐射能力强3.输入电阻高，可达10~1014Q；4.面积、功耗小，便于集成。；5.不同类型的FET对偏压的要求不同6.跨导g.较低；7.存在背栅效应（即衬底调宽效应），衬底与沟道的PN结反偏。8.工艺一致性较差，工作频率偏低、低频噪声较大等

8/54 一、MOS场效应管的特点 场效应管与晶体管的相比，具有以下特点： 1. 电压控制元件，电流iD受电压uGS的控制； 2. 是单级型器件，温度特性好，抗辐射能力强； 3. 输入电阻高，可达109~1014； 4. 面积、功耗小，便于集成。； 5. 不同类型的FET对偏压的要求不同； 6. 跨导gm较低； 7. 存在背栅效应（即衬底调宽效应），衬底与沟道的PN结反偏。 8. 工艺一致性较差，工作频率偏低、低频噪声较大等

9/54场效应管的等效电路二、1.MOSFET的直流模型DG十十UdsUgsIpS2I, ~ K(UGs -UJ Gs.th（增强型MOS管，简称E管）2GSID1-~ Ipss（耗尽型MOS管，简称D管）U cS,off复习：Us,th开启电压（增强型），Ucs,ofr夹端电压（耗尽型、结型）

9/54 二、场效应管的等效电路 S D Ugs + - + - Uds G 1. MOSFET的直流模型 （耗尽型MOS管，简称D管）   2 D GS,th 2 D DSS GS,off 1 GS GS I K U U U I I U             ID ID （增强型MOS管，简称E管） 复习：UGS,th开启电压（增强型），UGS,off夹端电压（耗尽型、结型）

10/542.低频小信号模型由输出特性：Ip=f(UGs,Ups)NpNpNIDAUps =0 △UAUcs=0 AUDs十GSAUAUDSeSN, = gmAUcs + gasAUDSDDGD+0十CIDgdsAUDsAUGSJGBOAUGSgmCS0输出电导Sgds:跨导gm:gds=1/rds

10/54 S D ΔUGS gds + - + - ΔUDS G ID 2. 低频小信号模型 由输出特性： ID =f (UGS,UDS) Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ DS GS D D D 0 GS 0 DS GS DS U U I I I U U U U     ΔID ΔI g U g U D m GS ds DS   Δ Δ gmΔUGS gm：跨导 gds：输出电导 gds=1/rds