場效應(yīng)管及其基本電路PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1場效應(yīng)管及其基本電路場效應(yīng)管及其基本電路第二章第二章 基本放大電基本放大電路路3.1 結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管3.2 絕緣柵場效應(yīng)管絕緣柵場效應(yīng)管3.3 場效應(yīng)管的基本電路場效應(yīng)管的基本電路第1頁/共40頁N基底基底 ：N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體PP兩邊是兩邊是P區(qū)區(qū)G(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極3. 1 結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道3.1.1結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)第2頁/共40頁NPPG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極N溝道結(jié)型場效應(yīng)管溝道結(jié)型場效應(yīng)管DGSDGS第3頁/共40頁P(yáng)NNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結(jié)

2、型場效應(yīng)管溝道結(jié)型場效應(yīng)管DGSDGS第4頁/共40頁二、工作原理（以二、工作原理（以P溝道為例溝道為例）UDS=0V時(shí)時(shí)PGSDUDSUGSNNNNIDPN結(jié)反偏，結(jié)反偏，UGS越大則耗盡區(qū)越越大則耗盡區(qū)越寬，導(dǎo)電溝道越寬，導(dǎo)電溝道越窄。窄。第5頁/共40頁P(yáng)GSDUDSUGSNNIDUDS=0V時(shí)時(shí)NNUGS越大耗盡區(qū)越寬，越大耗盡區(qū)越寬，溝道越窄，電阻越大溝道越窄，電阻越大。但當(dāng)?shù)?dāng)UGS較小時(shí)，耗盡較小時(shí)，耗盡區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)區(qū)寬度有限，存在導(dǎo)電溝道。電溝道。DS間相當(dāng)于間相當(dāng)于線性電阻。線性電阻。第6頁/共40頁P(yáng)GSDUDSUGSNNUDS=0時(shí)時(shí)UGS達(dá)到一定值時(shí)（達(dá)到一定值時(shí)

3、（夾斷電壓夾斷電壓VP）,耗盡耗盡區(qū)碰到一起，區(qū)碰到一起，DS間間被夾斷，被夾斷，這時(shí)，即使這時(shí)，即使UDS 0V，漏極電流漏極電流ID=0A。ID第7頁/共40頁P(yáng)GSDUDSUGSUGS0、UGDVP時(shí)時(shí)耗盡區(qū)的形狀耗盡區(qū)的形狀NN越靠近漏端，越靠近漏端，PN結(jié)反壓越大結(jié)反壓越大ID第8頁/共40頁P(yáng)GSDUDSUGSUGSVp且且UDS較大時(shí)較大時(shí)UGDVP時(shí)耗盡區(qū)的形狀時(shí)耗盡區(qū)的形狀NN溝道中仍是電阻溝道中仍是電阻特性，但是是非特性，但是是非線性電阻。線性電阻。ID第9頁/共40頁GSDUDSUGSUGSVp UGD=VP時(shí)時(shí)NN漏端的溝道被夾斷，漏端的溝道被夾斷，稱為稱為予夾斷。予夾

4、斷。UDS增大則被夾斷增大則被夾斷區(qū)向下延伸。區(qū)向下延伸。ID第10頁/共40頁GSDUDSUGSUGS0時(shí)時(shí)UGS足夠大時(shí)（足夠大時(shí)（UGSVT）感應(yīng)）感應(yīng)出足夠多電子，出足夠多電子，這里出現(xiàn)以電子這里出現(xiàn)以電子導(dǎo)電為主的導(dǎo)電為主的N型型導(dǎo)電溝道。導(dǎo)電溝道。感應(yīng)出電子感應(yīng)出電子VT稱為閾值電壓稱為閾值電壓第20頁/共40頁UGS較小時(shí)，導(dǎo)較小時(shí)，導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電電溝道相當(dāng)于電阻將阻將D-S連接起連接起來，來，UGS越大此越大此電阻越小。電阻越小。PNNGSDUDSUGS第21頁/共40頁P(yáng)NNGSDUDSUGS當(dāng)當(dāng)UDS不太大不太大時(shí)，導(dǎo)電溝時(shí)，導(dǎo)電溝道在兩個(gè)道在兩個(gè)N區(qū)間是均勻區(qū)間是均勻的

5、。的。當(dāng)當(dāng)UDS較大較大時(shí)，靠近時(shí)，靠近D區(qū)的導(dǎo)電溝區(qū)的導(dǎo)電溝道變窄。道變窄。第22頁/共40頁P(yáng)NNGSDUDSUGS夾斷后，即夾斷后，即使使UDS 繼續(xù)繼續(xù)增加，增加，ID仍仍呈恒流特性呈恒流特性。IDUDS增加，增加，UGD=VT 時(shí)時(shí)，靠近，靠近D端的溝道被夾端的溝道被夾斷，稱為予夾斷。斷，稱為予夾斷。第23頁/共40頁三、增強(qiáng)型三、增強(qiáng)型N溝道溝道MOS管的特性曲線管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線0IDUGSVT第24頁/共40頁輸出特性曲線輸出特性曲線IDU DS0UGS0第25頁/共40頁耗盡型的耗盡型的MOS管管UGS=0時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓才能

6、夾斷。電壓才能夾斷。轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線0IDUGSVT3.2.2N溝道耗盡型場效應(yīng)管溝道耗盡型場效應(yīng)管第26頁/共40頁輸出特性曲線輸出特性曲線IDU DS0UGS=0UGS0第27頁/共40頁 3.3 場效應(yīng)管的基本電路場效應(yīng)管的基本電路(1) 靜態(tài)：適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)，使場效應(yīng)管工作靜態(tài)：適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)，使場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，場效應(yīng)管的偏置電路在恒流區(qū)，場效應(yīng)管的偏置電路相對簡單。相對簡單。 (2) 動(dòng)態(tài)：能為交流信號提供通路。動(dòng)態(tài)：能為交流信號提供通路。組成原則：組成原則：靜態(tài)分析：靜態(tài)分析： 估算法、圖解法。估算法、圖解法。動(dòng)態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析： 微變等效電路法。微變等效電路法。

7、分析方法：分析方法：3.3.1場效應(yīng)管的直流偏置電路和靜態(tài)工作點(diǎn)場效應(yīng)管的直流偏置電路和靜態(tài)工作點(diǎn)第28頁/共40頁場效應(yīng)管的微變等效電路場效應(yīng)管的微變等效電路GSD),(DSGSDuufi DSDSDGSGSDDuuiuuiiDSDSGSmurug 1GSDmuig 跨導(dǎo)跨導(dǎo)DDSDSiur 漏極輸出電阻漏極輸出電阻uGSiDuDS第29頁/共40頁很大，很大，可忽略?？珊雎?。 場效應(yīng)管的微變等效電路為：場效應(yīng)管的微變等效電路為：GSDuGSiDuDSSGDugsgmugsudsSGDrDSugsgmugsuds第30頁/共40頁場效應(yīng)管的分壓式自偏壓放大電路場效應(yīng)管的分壓式自偏壓放大電路一

8、、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析求：求：UDS和和 ID。設(shè)：設(shè)：UGUGS則：則：UG US而：而：IG=0所以：所以：UDD=20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10kV5212DDGURRRUmA5 . 0SGSSDRURUIV10)(DSDDDDSRRIUU第31頁/共40頁uoUDD=20VRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150k50k1M10k10kGDS10k二、動(dòng)態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析sgR2R1RGRLdRLRD微變等效電路微變等效電路gsmUggsU第32頁/共40頁sgR2R1RGRLdRLRDgsUgsmUgiUoUgsiUU

9、)/(LDgsmoRRUgULmuRgA21/RRRrGiM0375. 1ro=RD=10k 第33頁/共40頁2.6.3 源極輸出器源極輸出器uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2G一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析US UGmA50.RURUISGSSDUDS=UDD- US =20-5=15VV5211DDGURRRU第34頁/共40頁uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150k50k1M10kDSC2GLgsmgsLgsmiouRUgURUgUUA11LmLmRgRgiUoUgsUgsmUgdIriro ro gR2R1RGsdRLRS微變等效電路微變等效電路二、動(dòng)態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析第35頁/共40頁riro ro gR2R1RGsdRLRS微變等效電路微變等效電路21/RRRrGiM0375. 1輸入電阻輸入電阻 ri第36頁/共40頁輸出電阻輸出電阻 ro加壓求流法加壓求流法mgsmgsdogUgUIUr1SooRrr/UIdIgd微變等效電路微變等效電路ro ro R2R1RGsRSgsUgsmUg第37頁/共40頁場效應(yīng)管放大電路小結(jié)場效應(yīng)管放大電路小結(jié)(1) 場效應(yīng)管放大器輸入電阻很大。場效應(yīng)管放大器輸入電阻很大。(2) 場效應(yīng)管共源極放大器場效應(yīng)管共源極放大器(漏極輸