章場效應管11講

3.2絕緣柵場效應三極管MOSFET分為

增強型N溝道、P溝道

耗盡型N溝道、P溝道結構示意圖和符號（動畫2-3）1N溝道增強型MOSFET

工作原理

(動畫2-4）(動畫2-5)漏極輸出特性曲線轉移特性曲線特性曲線

結構示意圖轉移特性曲線

N溝道耗盡型MOSFET的結構 和轉移特性曲線

2N溝道耗盡型MOSFET

N溝道P溝道增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場效應管JFET結型MOSFET絕緣柵型(IGFET)分類：耗盡型：場效應管沒有加偏置電壓時，就有導電溝道存在增強型：場效應管沒有加偏置電壓時，沒有導電溝道結型場效應管

N溝道耗盡型P溝道耗盡型

各類場效應三極管的特性曲線

各類場效應三極管的特性曲線絕緣柵場效應管N溝道增強型P溝道增強型絕緣柵場效應管

N溝道耗盡型P

溝道耗盡型

3.3場效應三極管的參數

①開啟電壓VT

開啟電壓是MOS增強型管的參數，柵源電壓小于開啟電壓的絕對值,場效應管不能導通。

②夾斷電壓VP

夾斷電壓是耗盡型FET的參數，當VGS=VP時,漏極電流為零。③飽和漏極電流IDSS

耗盡型場效應三極管,當VGS=0時所對應的漏極電流。

④直流輸入電阻RGS

場效應三極管的柵源輸入電阻的典型值，對于結型場效應三極管，反偏時RGS約大于107Ω，對于絕緣柵型場效應三極管,RGS約是109～1015Ω。

⑤低頻跨導gm

低頻跨導反映了柵壓對漏極電流的控制作用。gm可以在轉移特性曲線上求取，單位是mS(毫西門子)。⑥最大漏極功耗PDM

最大漏極功耗可由PDM=VDSID決定，與雙極型三極管的PCM相當。3.4雙極型和場效應型三極管的比較雙極型三極管單極型場效應管載流子多子擴散少子漂移多子漂移輸入量電流輸入電壓輸入控制電流控制電流源電壓控制電流源輸入電阻幾十到幾千歐幾兆歐以上噪聲較大較小靜電影響不受靜電影響易受靜電影響制造工藝不宜大規(guī)模集成適宜大規(guī)模和超大規(guī)模集成

柵極過壓保護電路3．3場效應三極管放大電路

共源組態(tài)基本放大電路

共漏組態(tài)基本放大電路

共柵組態(tài)基本放大電路1靜態(tài)分析(a)自偏壓電路(b)分壓式偏壓電路共源組態(tài)基本放大電路

直流偏置電路

保證管子工作在線性放大區(qū)，輸出信號不失真。1)自偏壓電路VGS=-IDR

注意：該電路產生負的柵源電壓，所以只能用于需要負柵源電壓的電路。計算Q點：VGS、ID、UDS已知VP，由VGS=-IDR可解出Q點的VGS、IDVDS=VDD-ID(Rd+R)再求：ID

2)分壓式自偏壓電路可解出Q點的VGS、ID

計算Q點：已知VP，由該電路產生的柵源電壓可正可負，所以適用于所有的場效應管電路。VDS=VDD-ID(Rd+R)再求：2動態(tài)分析

FET小信號模型

簡化模型(1)FET小信號模型其中：gmvgs是壓控電流源，它體現了輸入電壓對輸出電流的控制作用。

gm稱為低頻跨導。

rds為輸出電阻，類似于雙極型晶體管的rce。（2）動態(tài)指標①電壓放大倍數②輸入電阻③輸出電阻

微變等效電路分析：1）畫出共源放大電路的交流小信號等效電路。

（2）求電壓放大倍數（3）求輸入電阻（4）求輸出電阻則交流參數歸納如下①電壓放大倍數③輸出電阻②輸入電阻

Ri=Rg3+(Rg1//Rg2

)源極電阻R兩端不并聯旁路電容C時由圖可得id＝gmugsui＝ugs＋idR＝ugs＋gmRugs＝（1＋gmR）ugsuo＝－idRL＝－gmRLugs此時電壓放大倍數顯然，當源極電阻R兩端不并聯旁路電容C時，共源放大電路的電壓放大倍數變小了。[例]

電路如圖所示，其中Rg1=200k，Rg2=40k，Rg3=2M，Rd=10k，R=2k，RL=10k，VDD=18V，場效應管的IDSS=5mA，UP=－4V。求電路的Au、Ri和Ro解：先求場效應管的跨導gm，為此就要計算其靜態(tài)工作點的柵源電壓UGS。把有關參數代入相關公式，可得UGS=3－2ID解這個方程組，可得UGS≈－1.4V（另一解UGS=－8.2V，小于UP=－4V，舍去）。解：UGS≈－1.4V可求得跨導Ri＝Rg3＋Rg1∥Rg2＝2＋0.2∥0.04≈2MRo≈Rd＝10k

共漏組態(tài)基本放大電路

共漏組態(tài)放大電路

共漏放大電路的微變等效電路（2）電壓放大倍數（3）輸入電阻得分析：（1）畫交流小信號等效電路。

由（4）輸出電阻所以由圖有交流參數歸納如下①電壓放大倍數③輸出電阻②輸入電阻Ri=Rg+(Rg1//Rg2)

三種接法基本放大電路的比較三種基本放大電路的比較如下組態(tài)對應關系

CE/CB/CC

CS/CG/CDbeLLbeLbeL

+=CB

)1(

)(1

=CC

=CErRβARβrRβArRβAvvv￠￠++￠+￠-&&&：：：電壓放大倍數三種基本放大電路的比較如下組態(tài)對應關系

CE/CB/CC

CS/CG/CD輸入電阻Ri

CB:

CC:CE:CS：Rg3+(

Rg1//Rg2)CD：Rg+

(Rg1//Rg2

)CG：R//(1/gm)Re//[rbe/(1+)]三種基本放大電路的比較如下組態(tài)對應關系

CE/CB/CC

CS/CG/CD輸出電阻Ro

CS：

RdCD：R//(1/gm)CG：Rd本章小結

1．FET分為JFET和MOSFET兩種，工作時只有一種載流子參與導電，因此稱為單極性型晶體管。FET是一種壓控電流型器件，改變其柵源電壓就可以改變其漏極電流。

2．FET放大器的偏置電路與BJT放大器不同，主要有自偏壓式和分壓式兩種。

3．FET放大電路也有三種組態(tài)：共源、共漏和共柵。電路的動態(tài)分析需首先利用FET的交流模型建立電路的交流等效電路，然后再進行計算，求出電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻等量。

判斷對錯：1.場效應管的輸入電阻較小，但它耗電少，因此廣泛應用于交、直流放大。()2.對于增強型絕緣柵場效應管，即使柵—源極間不加電壓，也存在導電溝道。()3.對于耗盡型絕緣柵場效應管，不論柵—源電壓UGS為正，還是為負或零，都能起到控制電流ID的作用。()

1.Χ2.Χ

3.√例1：壓控電阻

場效應管工作在可變電阻區(qū)時，iD隨vDS的增加幾乎成線性增大，而增大的比值受vGS控制。所以可看成是