場效應(yīng)管及其放大電路

1、第2章 基本放大電路  2.11 場效應(yīng)管及其放大電路場效應(yīng)晶體管是利用電場效應(yīng)來控制電流的一種半導(dǎo)體器件，即是電壓控制元件。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，所以它的輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。 按結(jié)構(gòu)不同場效應(yīng)管有兩種: 結(jié)型場效應(yīng)管 絕緣柵型場效應(yīng)管 本節(jié)僅介紹絕緣柵型場效應(yīng)管 按工作狀態(tài)可分為：增強(qiáng)型和耗盡型兩類每類又有N溝道和P溝道之分 絕緣柵場效應(yīng)管1. 增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管(1)N溝道增強(qiáng)型管的結(jié)構(gòu) 由于金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層目前常用二氧化硅，故又稱金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS場效應(yīng)管。(2) N溝道增強(qiáng)型管的工作原理由結(jié)構(gòu)

2、圖可見，N+型漏區(qū)和N+型源區(qū)之間被P型襯底隔開，漏極和源極之間是兩個背靠背的PN結(jié)。 當(dāng)UGS > 0 時，P型襯底中的電子受到電場力的吸引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層； 當(dāng)UGS>UGS(th）后，場效應(yīng)管才形成導(dǎo)電溝道，開始導(dǎo)通，若漏源之間加上一定的電壓UDS，則有漏極電流ID產(chǎn)生。在一定的UDS下漏極電流ID的大小與柵源電壓UGS有關(guān)。所以，場效應(yīng)管是一種電壓控制電流的器件。 在一定的漏源電壓UDS下，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵源電壓稱為開啟電壓UGS(th）。 (3) 特性曲線(4) P溝道增強(qiáng)型2. 耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管 ? 如果MOS管在制造時導(dǎo)電溝道就已

3、形成，稱為耗盡型場效應(yīng)管。 (1 ) N溝道耗盡型管由于耗盡型場效應(yīng)管預(yù)埋了導(dǎo)電溝道，所以在UGS= 0時，若漏源之間加上一定的電壓UDS，也會有漏極電流ID 產(chǎn)生。 這時的漏極電流用IDSS表示，稱為飽和漏極電流。 當(dāng)UGS > 0時，使導(dǎo)電溝道變寬， ID 增大； 當(dāng)UGS < 0時，使導(dǎo)電溝道變窄， ID 減?。?UGS負(fù)值愈高，溝道愈窄， ID就愈小。 當(dāng)UGS達(dá)到一定負(fù)值時，N型導(dǎo)電溝道消失， ID= 0，稱為場效應(yīng)管處于夾斷狀態(tài)（即截止）。這時的UGS稱為夾斷電壓，用UGS(off）表示。 (2)耗盡型N溝道MOS管的特性曲線耗盡型的MOS管UGS= 0時就有導(dǎo)電溝道，

4、加反向電壓到一定值時才能夾斷。(3) P 溝道耗盡型管3. 場效應(yīng)管的主要參數(shù) (1) 開啟電壓UGS(th)：是增強(qiáng)型MOS管的參數(shù) (2) 夾斷電壓UGS(off)： (3) 飽和漏電流IDSS： 是結(jié)型和耗盡型 MOS管的參數(shù) (4) 低頻跨導(dǎo)gm：表示柵源電壓對漏極電流的控制能力極限參數(shù)：最大漏極電流、耗散功率、擊穿電壓。 場效應(yīng)管與晶體管的比較場效應(yīng)管放大電路 場效應(yīng)晶體管具有輸入電阻高、噪聲低等優(yōu)點，常用于多級放大電路的輸入級以及要求噪聲低的放大電路。? 場效應(yīng)管的源極、漏極、柵極相當(dāng)于雙極型晶體管的發(fā)射極、集電極、基極。 場效應(yīng)管的共源極放大電路和源極輸出器與雙極型晶體管的共發(fā)射極放大電路和射極輸出器在結(jié)構(gòu)上也相類似。? 場效應(yīng)管放大電路的分析與雙極型晶體管放大電路一樣，包括靜態(tài)分析和動態(tài)分析。 1.自給偏壓式偏置電路 T為N溝道耗盡型場效應(yīng)管UGS= RSIS = RSID柵源電壓UGS是由場效應(yīng)管自身的電流提供的，故稱自給偏壓。 增強(qiáng)型MOS管因UGS=0時，ID? 0，故不能采用自給偏壓式電路。 靜態(tài)分析可以用估算法或圖解法(略 ) 估算法： 列出靜態(tài)時的關(guān)系式 對增強(qiáng)型MOS管構(gòu)成的放大電路需