場效應管放大電路

1、溝道變窄溝道變窄溝道消失溝道消失稱為稱為夾斷夾斷uGSUGS（off）且不變，且不變，VDD增大，增大，iD增大增大。預夾斷預夾斷uGDUGS（off）VDD的增大，幾乎全部用來克服溝道的增大，幾乎全部用來克服溝道的電阻，的電阻，iD幾乎不變，進入恒流區(qū)，幾乎不變，進入恒流區(qū)，iD幾乎僅僅決定于幾乎僅僅決定于uGS。場效應管工作在恒流區(qū)的條件是什么？場效應管工作在恒流區(qū)的條件是什么？uGDUGS（off）uGDUGS（off）常量DS)(GSDUufi夾斷夾斷電壓電壓漏極飽漏極飽和電流和電流場效應管工作在恒流區(qū)，因而場效應管工作在恒流區(qū)，因而uGSUGS（off）且且uDSUGS（off）。2

2、GS(off)GSDSSD)1 (UuIi在恒流區(qū)時 為什么必須用轉移特性為什么必須用轉移特性描述描述uGS對對iD的控制作用？的控制作用？常量GS)(DSDUufig-s電壓控電壓控制制d-s的等的等效電阻效電阻常量DSGSDmUuig預夾斷軌跡，預夾斷軌跡，uGDUGS（off）可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)恒恒流流區(qū)區(qū)iD幾乎僅決幾乎僅決定于定于uGS擊擊穿穿區(qū)區(qū)夾斷區(qū)（截止區(qū)）夾斷區(qū)（截止區(qū)）夾斷電壓夾斷電壓IDSSiD 不同型號的管子不同型號的管子UGS（off）、IDSS將不同。將不同。低頻跨導：低頻跨導：2GS(off)GSDSSD)1(UuIi 在硅片表面生一在硅片表面生一層薄層薄 Si

3、O2 絕緣層絕緣層在絕緣層上噴金在絕緣層上噴金屬鋁引出柵極屬鋁引出柵極 G用擴散的方法制用擴散的方法制作兩個作兩個 高摻雜高摻雜N 區(qū)區(qū)用金屬鋁引出用金屬鋁引出源極源極 S 和漏極和漏極 DSGBDS)(GSDUufi 2GS(th)GSDOD)1( UuIiGS)(DSDUufi SGDBSiO2絕緣層中絕緣層中摻有正離子摻有正離子2(off)1(GSGSDSSDUuIi N型襯底型襯底P+P+GSD符號：符號：結構結構SiO2絕緣層絕緣層加電壓才形成加電壓才形成 P型導電溝道型導電溝道增強型場效應管只有當增強型場效應管只有當時才形成導電溝道。時才形成導電溝道。符號：符號：GSD予埋了予埋了

4、P P型型 導電溝道導電溝道SiO2絕緣層中絕緣層中摻有負離子摻有負離子)0(P)0(N)00(P)00(N)00(P)00(NDSGSDSGSDSGSDSGSDSGSDSGS極性任意，溝道極性任意，溝道耗盡型，溝道，溝道增強型絕緣柵型，溝道，溝道結型場效應管uuuuuuuuuuuuuGS=0可工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？可工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？ uGS0才工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？才工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？ uGS0才工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？才工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？ 常常數(shù)數(shù) DSGSDmUuig常常數(shù)數(shù) GSdDS dsuiur 2GS(OFF

5、)GSDSSD)1 (UUII 2GSD)41 ( 8 UISDDDG2G1G2GSRIURRRU 2GS(OFF)GSDSSD)1 (UUII 場效應管也是非線性器件，在輸入信號電壓很小的條件下，場效應管也是非線性器件，在輸入信號電壓很小的條件下，也可將其用小信號模型等效。與建立雙極型三極管小信號模也可將其用小信號模型等效。與建立雙極型三極管小信號模型相似，將場效應管也看成一個兩端口網絡，以結型場效應型相似，將場效應管也看成一個兩端口網絡，以結型場效應管為例，柵極與源極之間為輸入端口，漏極與源極之間為輸管為例，柵極與源極之間為輸入端口，漏極與源極之間為輸出端口，如圖出端口，如圖1 1（a a

6、）所示。）所示。 (1)(1)輸入端口輸入端口無論是哪種類型的場效應管，均可以認為柵極電流為零，無論是哪種類型的場效應管，均可以認為柵極電流為零，輸入端口視為開路，柵輸入端口視為開路，柵-源極間只有電壓存在。源極間只有電壓存在。 (2)輸出端口輸出端口在輸出端口，漏極電流在輸出端口，漏極電流i iD是是v vGS和和v vDS的函數(shù)，即的函數(shù)，即 ),(DSGSDvvfi 在介紹場效應管參數(shù)時已經講過在介紹場效應管參數(shù)時已經講過 研究電壓、電流間的微變關系時，要用全微分表示，即研究電壓、電流間的微變關系時，要用全微分表示，即 )DSvDSDGSvGSDDvdvivdvidiGSDS mvGSD

7、gviDS 稱為稱為低頻跨導低頻跨導，表征，表征v vGS對對i iD的控的控制能力。制能力。 （r rd為場效應管的輸出電阻），表為場效應管的輸出電阻），表明明v vDS對對i iD的影響程度。的影響程度。 分別用分別用g gm和和 代入代入d did d的表達式，則得的表達式，則得 dvDSDrviGS1 DSDGSmDdvrdvgdi1 DSDGSmDUrUgI1 小信號模型小信號模型rgs Sidgmugs+ugs +uds GDid = gmugs+RG1RDRG2RGRL+SDGTOUiUdIRG1RDRG2RG+RL+SDTOUiUgmugsG+ugs)/(LDmioRRgUUA

8、u gsiUU )(LDdR/RIUo )( LDgsmR/RUg )/(G2G1GiRRRr DORr 輸入電阻輸入電阻 RG是為了提是為了提高輸入電阻高輸入電阻ri而設置的。而設置的。RG1RDRG2RG+RL+SDTOUiUgmugsG+ugs四四.源極輸出器源極輸出器+UDD RSC2C1RG1RG2RG+RLuiuo+RG1RSRG2RG+RL+SDGTOUiUSI+gsU交流通路交流通路1)/(1)/(LSmLSmio RRgRRgUUAuogsiUUU )(LSSR/RIUo )( LSgsmR/RUg 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù))/(LSgsmgsRRUgU CDDSDSGS u

9、iuRU DS1V1.5VUGS=0.5V0ID/mA162012481216482V2.5V例例 gm= 0.65 mA/V，ui = 20sin t (mV)，求交流輸出，求交流輸出 uo。+ RDGDSRGRSiD+uO+VDDui+ VGG10 k 4 k 交流通路交流通路+ RDGDSRGRSid+uOui小信號等效電路小信號等效電路 +ui RSRDSidgmugs+ugs +uo GDRGui = ugs+ gmugsRSugs= ui / (1 + gmRS)uo = gmui RD / (1 + gmRS)= 36sin t (mV)LmgsLDgsmio)/(RguRRug

10、uuAu G2G1G3i/ RRRR DoRR SgsmgsLSgsm)/(RuguRRugAu SmLm1RgRg 11)/()/(LmLmLSgsmgsLSgsmio RgRgRRuguRRuguuAuG2G1G3i/ RRRR 1/mSomSoodsmSoogsmSooooogRugRuuugRuuugRuuiuR R1300KRD10KR2200KccVDDV5V12VTCC212GSVRRRV 2PGSDSSD)VV1( R1300KRD10KR2200KccVDDV5V12VTV2mA92D V8 . 9921012RVVDDDDDS DSVGSDmVig)4( R1300KRD10KR2200KccVDDV5V12VT2PGSDSSD)VV1( ms943321)2(2VVV12gPPGSDSSm mAIVVDSSP3,4VVT4復合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管子。復合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管子。21)1)(1 (211BE ii 不同類型的管子復合后，不同類型的管子復合后，其類型決定于其類型決定于T1管。管。目的