場效應管及其放大電路

1、第2章 基本放大電路  2.11 場效應管及其放大電路場效應晶體管是利用電場效應來控制電流的一種半導體器件，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。 按結構不同場效應管有兩種: 結型場效應管 絕緣柵型場效應管 本節(jié)僅介紹絕緣柵型場效應管 按工作狀態(tài)可分為：增強型和耗盡型兩類每類又有N溝道和P溝道之分 絕緣柵場效應管1. 增強型絕緣柵場效應管(1)N溝道增強型管的結構 由于金屬柵極和半導體之間的絕緣層目前常用二氧化硅，故又稱金屬-氧化物-半導體場效應管，簡稱MOS場效應管。(2) N溝道增強型管的工作原理由結構

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。 當UGS > 0 時，P型襯底中的電子受到電場力的吸引到達表層，填補空穴形成負離子的耗盡層； 當UGS>UGS(th）后，場效應管才形成導電溝道，開始導通，若漏源之間加上一定的電壓UDS，則有漏極電流ID產生。在一定的UDS下漏極電流ID的大小與柵源電壓UGS有關。所以，場效應管是一種電壓控制電流的器件。 在一定的漏源電壓UDS下，使管子由不導通變?yōu)閷ǖ呐R界柵源電壓稱為開啟電壓UGS(th）。 (3) 特性曲線(4) P溝道增強型2. 耗盡型絕緣柵場效應管 ? 如果MOS管在制造時導電溝道就已

3、形成，稱為耗盡型場效應管。 (1 ) N溝道耗盡型管由于耗盡型場效應管預埋了導電溝道，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 產生。 這時的漏極電流用IDSS表示，稱為飽和漏極電流。 當UGS > 0時，使導電溝道變寬， ID 增大； 當UGS < 0時，使導電溝道變窄， ID 減??； UGS負值愈高，溝道愈窄， ID就愈小。 當UGS達到一定負值時，N型導電溝道消失， ID= 0，稱為場效應管處于夾斷狀態(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. 場效應管的主要參數(shù) (1) 開啟電壓UGS(th)：是增強型MOS管的參數(shù) (2) 夾斷電壓UGS(off)： (3) 飽和漏電流IDSS： 是結型和耗盡型 MOS管的參數(shù) (4) 低頻跨導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。 場效應管與晶體管的比較場效應管放大電路 場效應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。? 場效應管的源極、漏極、柵極相當于雙極型晶體管的發(fā)射極、集電極、基極。 場效應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構上也相類似。? 場效應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溝道耗盡型場效應管UGS= RSIS = RSID柵源電壓UGS是由場效應管自身的電流提供的，故稱自給偏壓。 增強型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)時的關系式 對增強型MOS管構成的放大電路需