中国矿业大学：《模拟电路》课程电子教案（PPT课件，第五版）第五章 场效应管放大电路

5场效应管放大电路 51金属氧化物半导体(MOS)场效应管 52 MOSFET放大电路 5.3结型场效应管(JFET 254砷化镓金属半导体场效应管 55各种放大器件电路性能比较 HO配E

5.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管 5.3 结型场效应管（JFET） *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 5.2 MOSFET放大电路

场效应管的分类: N沟道 增强型 MOSFET P沟道 (GFET) FET 绝缘栅型 耗尽型「N沟道 场效应管 P沟道 JFET「N沟道 结型 (耗尽型) P沟道 耗尽型:场效应管没有加偏置电压时,就有导电沟道存在 增强型:场效应管没有加偏置电压时,没有导电沟道 HO配E

P沟道 耗尽型 P沟道 P沟道 N沟道 增强型 N沟道 N沟道 （耗尽型） FET 场效应管 JFET 结型 MOSFET 绝缘栅型 (IGFET) 耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道 场效应管的分类：

51金属氧化物半导体 (MoS)场效应管 511N沟道增强型 MOSFET 512N沟道耗尽型 MOSFET 513P沟道 MOSFET 514沟道长度调制效应 51.5 MOSFET的主要参数 HO配E

5.1 金属-氧化物-半导体 （MOS）场效应管 5.1.1 N沟道增强型MOSFET 5.1.5 MOSFET的主要参数 5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET 5.1.3 P沟道MOSFET 5.1.4 沟道长度调制效应

51.1N沟道增强型 MOSFET 1.结构(N沟道)L:沟道长度W:沟道宽度tax:绝缘层厚度 通常W>L 绝缘体沟道栅极g二氧化硅绝缘层 (SiO,) 铝电极 L P型衬底 源极s 漏板d HO配E

5.1.1 N沟道增强型MOSFET 1. 结构（N沟道） L ：沟道长度 W ：沟道宽度 tox ：绝缘层厚度 通常 W > L

51.1N沟道增强型 MOSFET 1.结构(N沟道) 源极s栅极g漏极d 假sO2绝缘 衬底 耗尽层P型硅衬底 B B衬底引线 剖面图 符号 HO配E

5.1.1 N沟道增强型MOSFET 剖面图 1. 结构（N沟道） 符号

51.1N沟道增强型 MOSFET 2.工作原理 g (1)τes对沟道的控制作用 二氧化硅、 当乙Gs0时 无导电沟道,d、s间加电压时,也 无电流产生。 耗尽层 当0Ⅵ时 在电场作用下产生导电沟道,d、s间加 电压后,将有电流产生 Gs越大,导电沟道越厚 耗尽层N型(感生)沟道 称为开启电压 B衬底引线 HO配E

5.1.1 N沟道增强型MOSFET 2. 工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用 当vGS≤0时 无导电沟道， d、s间加电压时，也 无电流产生。 当0VT 时 在电场作用下产生导电沟道，d、s间加 电压后，将有电流产生。 vGS越大，导电沟道越厚 VT 称为开启电压

2.工作原理 (2)Us对沟道的控制作用 当乙Gs-定(Gs>匠)时, S s↑>↑→沟道电位梯度↑ g 迅速增大 →靠近漏极d处的电位升高 →电场强度减小→沟道变薄z441 + 整个沟道呈楔形分布 N型(感生)沟道 B衬底引线 HO配E

2. 工作原理 （2）vDS对沟道的控制作用 →靠近漏极d处的电位升高 →电场强度减小 →沟道变薄 当vGS一定（vGS >VT ）时， vDS→ID →沟道电位梯度 整个沟道呈楔形分布

2.工作原理 (2)Us对沟道的控制作用 DD 当乙Gs-定(Gs>匠)时, D GG 饱 5↑>↑→沟道电位梯度↑ g 和 当∽os增加到使vGp=Ⅵ时, 在紧靠漏极处出现预夹断。 在预夹断处:vG=0Gs-Ds 实断 B衬底引线 HO配E

当vGS一定（vGS >VT ）时， vDS→ID →沟道电位梯度 当vDS增加到使vGD=VT 时， 在紧靠漏极处出现预夹断。 2. 工作原理 （2）vDS对沟道的控制作用 在预夹断处：vGD=vGS-vDS =VT

2.工作原理 (2)Us对沟道的控制作用 DD 预夹断后,s个→夹断区延长 GG 饱 →>沟道电阻个→基本不变 g 和 i可变 电阻区一 饱和区 os≤as-r!vos=Ids-TrB N A|预夹断点as=> 实断 B衬底引线 截止区、vs<T ODs HO配E

预夹断后，vDS→夹断区延长 →沟道电阻 →ID基本不变 2. 工作原理 （2）vDS对沟道的控制作用

2.工作原理 (3)和es同时作用时 DD 0s一定,vas变化时 D 饱 给定一个UGs,就有一条不同 g 和 的-s曲线。 功h 预夹断临界点轨迹 Ups=vGs-IN(eX vGD=UGs-UDs=Vr) 8可变电阻区!A 7V 饱和区6V 夹断区 P 6 5V B衬底引线 C 2 UGS=3V 截止区 15 HO配E

2. 工作原理 （3） vDS和vGS同时作用时 vDS一定，vGS变化时 给定一个vGS ，就有一条不同 的 iD – vDS 曲线