珠海科技学院：《模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件）第5章 场效应管放大电路

5场效应管放大电路 5.1金属-氧化物-半导体（MOS)场效应管 5.2 MOSFET放大电路 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

5.1 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

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

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

场效应管的分类： N沟道 增强型 MOSFET P沟道 (IGFET) N沟道 FET 绝缘栅型 耗尽型 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

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：

5.1.1N沟道增强型MOSFET 1.结构(N沟道) L:沟道长度 W:沟道宽度tx：绝缘层厚度 通常W>L 绝缘体 沟道 栅极g二氧化硅绝缘层 (Si02) 铝电极 (A1) N P型衬底 源极s 漏极d

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

5.1.1N沟道增强型MOSFET 1.结构(N沟道) 源极s 栅极g 漏极d 铝 Si0,绝缘层 铝 铝 Q N 衬底 耗尽层 卫型硅衬底 B 。B衬底引线 剖面图 符号 N沟道 增强型)

5.1.1 N沟道增强型MOSFET 剖面图 1. 结构（N沟道） 符号 (N沟道 增强型)

5.1.1N沟道增强型MOSFET 2.工作原理 ID-0 铝 (1)vGs对沟道的控制作用 二氧化硅 当Vcs≤0时 无导电沟道，d、s间加电压时，也 无电流产生。 耗尽层 当0<vcs〈时 6B衬底引线 产生电场，但因吸引电子数目较少，故 仍未形成导电沟道（感生沟道），d、s间加 D三0 电压后，没有电流产生。 当vcs≥时 在电场作用下形成导电沟道，d、s间加 电压后，将有电流产生。 耗尽层N型（感生）沟道 vcs越大，导电沟道越厚，电流越大。 P ?称为开启电压 6B衬底引线

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0<vGS <VT 时 产生电场，但因吸引电子数目较少，故 仍未形成导电沟道（感生沟道），d、s间加 电压后，没有电流产生。 当vGS≥VT 时 在电场作用下形成导电沟道，d、s间加 电压后，将有电流产生。 vGS越大，导电沟道越厚，电流越大

2.工作原理 (2)vns对沟道的控制作用 当cs一定（vcs>)时， GS 迅速 vs个→，个→沟道电位梯度个 增 大 →靠近漏极d处的电位升高 →veml→靠近漏极d处氧化层 内电场强度减小 →靠近漏极d处沟道变薄 N型（感生）沟道 P 整个沟道呈楔形分布 6B衬底引线

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  vGD↓  靠近漏极d处氧化层 内电场强度减小 靠近漏极d处沟道变薄 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)vDs对沟道的控制作用 VDD ● 当vcs一定(vcs>)时， 饱 ns个→，→沟道电位梯度↑ 和 当vos增加到使vcD=时， 在紧靠漏极处沟道出现预夹断。 在预夹断处：cD-Vcs-Ups= 夹断区 B衬底引线

当vGS一定（vGS >VT ）时， vDS iD沟道电位梯度 当vDS增加到使vGD=VT 时， 在紧靠漏极处沟道出现预夹断。 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)vs对沟道的控制作用 VDD 预夹断后，vs个(eos-nsIT B衬底引线 截止区、Gs<TT Ups

预夹断后，vDS(vGD=vGS-vDS<VT) 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) VDs和vGs同时作用时 DD ip vcs一定，Vns变化时： GG 饱 给定一个vcs,就有一条不 同的i-s曲线。 预夹断临界点轨迹 ip/mAl UDs=UGS-VT(UGD-UGS-UDs=VT) 8可变电阻区A 7V 饱和区6V 天断区 6 B 5V ♂B衬底引线 C 4V D UGs=3 V E 截止区 10 15 20 UDs/V

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