《电子技术基础》课程PPT教学课件（模拟部分）05 场效应管及放大电路

第五章场效应管放大电路重点：1.掌握场效应管的工作原理、特性曲线；2.学会判断场效应管的工作状态3.掌握场效应管放大电路的分析方法

第五章 场效应管放大电路 重点： 1.掌握场效应管的工作原理、特性曲线； 2.学会判断场效应管的工作状态； 3.掌握场效应管放大电路的分析方法

场效应管（FieldEffectTransistor，简称FET)BJT(三极管)是一种电流控制元件(ip～ic）。工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以能耗大，温度特性差。FET是一种电压控制器件(vGs～ip）。它的输出电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它能耗小，输入电阻高，且温度稳定性好。N沟道增强型P沟道绝缘栅场效应管『N沟道耗尽型FET分类：LP沟道结型场效应管『N沟道LP沟道

FET分类: 绝缘栅场效应管 结型场效应管 增强型 耗尽型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 场效应管(Field Effect Transistor，简称FET) BJT(三极管)是一种电流控制元件(iB~ iC)。工 作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所 以能耗大，温度特性差。 FET是一种电压控制器件(vGS~ iD)。它的输出 电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号 源提供电流，所以它能耗小，输入电阻高，且温 度稳定性好

5. 1(MOS)金属一氧化物一半导体场效应管5.1.1N沟道增强型MOSFET．结构（N沟道）一源极s栅极g漏极ddo铝铝铝isio,绝缘层衬底0N+NODB耗尽层P型硅衬底sd。B衬底引线符号

符号 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 一. 结构（N沟道）

二．工作原理ip=0S（1）VGs对沟道的控制作用铝ol二氧化硅、1）当vGs≤0时NN无导电沟道，d、s间加电压时，耗尽层也无电流产生。PB衬底引线2）当0时在电场作用下产生导电沟道，d、sN间加电压后，将有电流产生。耗尽层N型(感生)沟道PUGs越大，导电沟道越厚B衬底引线V称为开启电压

二. 工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用 1）当vGS≤0时 无导电沟道， d、s间加电压时， 也无电流产生。 2）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

VDD·D迅速增大（2）Ups对沟道的控制作用VGGS1）当Us一定（Us >）时,gdUps个→I,个→沟道电位梯度个YA→>靠近漏极d处的电位升高TN→电场强度减小→沟道变薄N型(感生)沟道P整个沟道呈楔形分布oB衬底引线

（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 1）当vGS一定（vGS >VT ）时， vDSID 沟道电位梯度 整个沟道呈楔形分布

VDDiDb）当Ups增加到使UGp=V时，VGG饱S在紧靠漏极处出现预夹断。和gd在预夹断处： UGD=UGs-Ups =VILXN夹断区iD可变饱和区一P电阻区UDS≤VGS-VTIUDS≥VGS-ITB。B衬底引线A预夹断点UGS=VGS>VTc)预夹断后，Ups个→夹断区延长→沟道电阻个→I,基本不变UGS<VT截止区、UDS

b ) 当vDS增加到使vGD=VT 时， 在紧靠漏极处出现预夹断。 在预夹断处：vGD=vGS-vDS =VT c)预夹断后，vDS夹断区延长 沟道电阻 ID基本不变

3．V-I特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程ip = f(UDs ) cs =const.预夹断临界点轨迹ip/mAUps=UGS—V(或UGD=UGS—UDS=VT)A7V①截止区可变电阻区8-饱和区6V当UGs<V.时，导电沟道尚6 -B5V未形成，i=0，为截止工C4作状态。4VD!UGs=3V2E!截止区0UDs/V5151020

3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （1）输出特性及大信号特性方程 D DS G const. S ( )  v v  i f ① 截止区 当vGS＜VT时，导电沟道尚 未形成，iD ＝0，为截止工 作状态

可变电阻区2)当Vps≤（vcs-V）时预夹断临界点轨迹iD/mAUDs=UGS—V(或 UGD=UGS—UDs=VT)ip = K, [2(Ucs - V) Uds -Us]hA7V可变电阻区8-由于ps较小，可近似为饱和区6V6 -B5Vip~2K,(UGs-V)UDsC4-4VD其中UGs=3V2E!截止区K,为电导常数，单位：mA/V2015UDs/V151020

② 可变电阻区 当vDS≤（vGS－VT）时 [ ( ) ] D n GS T DS DS 2 i  K 2 v V v  v 由于vDS较小，可近似为 D n GS T DS i  2K (v V ) v 其中 Kn为电导常数，单位：mA/V 2

饱和区（恒流区又称放大区）3当Ucs>，且Ups≥（VGs一V）时，进入饱和区预夹断临界点轨迹ip/mAUDS=UGS—V(或UGD=UGS—UDS=V)hA7VV-I 特性:可变电阻区81饱和区6Vid = K,(Ucs - V.)26-B5VGS-1)2c=K,V24 4VVTDUGs=3VUGS2--1)2=IDoEiL截止区A0UDs/V5151020Ipo =K,V 是Us=2 V时的i

③ 饱和区（恒流区又称放大区） 当vGS >VT ，且vDS≥（vGS－VT）时，进入饱和区 2 ( ) D Kn GS VT i  v  2 2 ( 1) T GS  n T  V K V v 2 ( 1) T GS  DO  V I v 2 DO KnVT I  是vGS ＝2VT时的iD V-I 特性：

(2)转移特性预夹断临界点轨迹ip/mAUDs=UGS—VT(或UGD=UGS—UDS=VT)ip=JhA7VUps=const可变电阻区8 -饱和区6VUGS-1)2DO6 -BVT5VC4 -i/mA4VD!A8UGs=3V2 -BE!截止区601TUDs/V5151020UDc=10V4FD2FEVT0UGs/V2345671

（2）转移特性 D GS D const. S ( )  v v  i f 2 ( 1) T GS D  DO  V i I v