模擬電路場效應(yīng)管

主講：田芳模擬電子技術(shù)15場效應(yīng)管放大電路5.1金屬-氧化物-半導(dǎo)體（MOS）場效應(yīng)管5.3結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）*5.4砷化鎵金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)管5.5各種放大器件電路性能比較5.2MOSFET放大電路25.1金屬-氧化物-半導(dǎo)體（MOS）場效應(yīng)管5.1.1N溝道增強(qiáng)型MOSFET5.1.5MOSFET的主要參數(shù)5.1.2N溝道耗盡型MOSFET5.1.3P溝道MOSFET5.1.4溝道長度調(diào)制效應(yīng)3P溝道耗盡型P溝道P溝道N溝道增強(qiáng)型N溝道N溝道（耗盡型）FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)耗盡型：場效應(yīng)管沒有加偏置電壓時，就有導(dǎo)電溝道存在增強(qiáng)型：場效應(yīng)管沒有加偏置電壓時，沒有導(dǎo)電溝道場效應(yīng)管的分類：45.1.1N溝道增強(qiáng)型MOSFET1.結(jié)構(gòu)（N溝道）L：溝道長度W：溝道寬度tox

：絕緣層厚度通常W>L55.1.1N溝道增強(qiáng)型MOSFET剖面圖1.結(jié)構(gòu)（N溝道）符號65.1.1N溝道增強(qiáng)型MOSFET2.工作原理（1）vGS對溝道的控制作用當(dāng)vGS≤0時無導(dǎo)電溝道，d、s間加電壓時，也無電流產(chǎn)生。當(dāng)0<vGS<VT時產(chǎn)生電場，但未形成導(dǎo)電溝道（感生溝道），d、s間加電壓后，沒有電流產(chǎn)生。當(dāng)vGS≥VT時在電場作用下產(chǎn)生導(dǎo)電溝道，d、s間加電壓后，將有電流產(chǎn)生。

vGS越大，導(dǎo)電溝道越厚VT稱為開啟電壓72.工作原理（2）vDS對溝道的控制作用靠近漏極d處的電位升高電場強(qiáng)度減小溝道變薄當(dāng)vGS一定（vGS>VT）時，vDSiD溝道電位梯度整個溝道呈楔形分布8當(dāng)vGS一定（vGS>VT）時，vDSiD溝道電位梯度當(dāng)vDS增加到使vGD=VT時，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。2.工作原理（2）vDS對溝道的控制作用在預(yù)夾斷處：vGD=vGS-vDS=VT9預(yù)夾剃斷后未，vDS夾斷拜區(qū)延固長溝道儲電阻iD基本泄不變2.民工驅(qū)作原糠理（2臘）vDS對溝識道的衛(wèi)控制影作用102.星工贏作原干理（3射）vDS和vGS同時炒作用召時vDS一定賀，vGS變化拜時給定蜻一個vGS，就架有一奮條不圣同的iD–vDS曲線旨。113.V-I特性窮曲線涉及大鍋信號霧特性約方程（1攀）輸辨出特臟性及邀大信海號特追性方逆程①卷截止勒區(qū)當(dāng)vGS＜VT時，墾導(dǎo)電賭溝道裳尚未輸形成拾，iD＝0駐，為服截止產(chǎn)工作踐狀態(tài)僚。123.V-I特性炮曲線訓(xùn)及大噸信號尸特性鴉方程（1精）輸?shù)鎏仄滦约皵D大信興號特罵性方若程②哀可變送電阻頌區(qū)vDS≤（vGS－VT）由于vDS較小寫，可典近似靠為rds郊o(jì)是一沖個受vGS控制障的可毅變電勇阻133.V-I特性耍曲線廊及大漂信號玻特性久方程（1時）輸妨出特搏性及馳大信纏號特栽性方著程②翠可變括電阻繼區(qū)n：反儉型層佩中電灘子遷盒移率Cox：柵呆極（泛與襯權(quán)底間么）氧酒化層注單位地面積欄電容本征電導(dǎo)因子其中Kn為電企導(dǎo)常走數(shù)，輔單位饞：m拘A/盲V2143.V-I特性點(diǎn)曲線包及大權(quán)信號毫特性墨方程（1弊）輸蠟出特宿性及獎大信償號特半性方珠程③吩飽和零區(qū)（恒犁流區(qū)株又稱瀉放大貍區(qū)）vGS>VT，且vDS≥（vGS－VT）是vGS＝2VT時的iDV-I特性晃：153.V-I特性羊曲線蛋及大蔽信號樂特性童方程（2牌）轉(zhuǎn)圈移特與性165.喘1.黨2鍛N表溝道晃耗盡奪型M女OS翠FE狐T1.嘗結(jié)冷構(gòu)和戲工作驗(yàn)原理漠簡述（N哭溝道盜）二氧慮化硅紗絕緣閑層中家摻有紐奉大量皇的正祝離子可以使在正地或負(fù)眉的柵駝源電育壓下嗓工作勝，而國且基按本上牛無柵京流175.排1.妙2污N談溝道罪耗盡罵型M尾OS群FE雄T2.V-I特性賭曲線療及大妄信號還特性陪方程（N溝道增強(qiáng)型）185.銹1.鳴3勻P勾溝道識MO兩SF棕ET195.寄1.鐘4永溝湖道長睬度調(diào)溫制效英應(yīng)實(shí)際濫上飽妥和區(qū)嗓的曲揮線并蘋不是板平坦哭的L的單貿(mào)位為m當(dāng)不伸考慮渴溝道珍調(diào)制隙效應(yīng)趟時，＝0膚，曲慘線是絕平坦劉的。修正糟后205.花1.焰5筆M福OS畏FE巖T的壞主要尚參數(shù)一、要直流安參數(shù)NM腔OS題增強(qiáng)鴉型1.陜開鮮啟電琴壓VT（增相強(qiáng)型擾參數(shù)異）2.耍夾濱斷電毛壓VP（耗載盡型譯參數(shù)?。?.硬飽貸和漏縣電流IDS烤S（耗姿盡型生參數(shù)駐）4.玩直數(shù)流輸拖入電鄭阻RGS（109Ω～1015Ω）二、炎交流強(qiáng)參數(shù)1.矩輸鈴出電皆阻rds當(dāng)不凍考慮殼溝道京調(diào)制潑效應(yīng)抄時，＝0虹，rds→∞215.獵1.熄5蒙M烏OS非FE養(yǎng)T的疾主要盜參數(shù)2.狀低禍頻互湖導(dǎo)gm二、蓄交流嘗參數(shù)考慮到則其中225.抱1.破5孩M昌OS朗FE棉T的券主要帝參數(shù)en拒d三、辮極限寫參數(shù)1.煮最連大漏匪極電屆流IDM2.僚最宗大耗非散功營率PDM3.企最予大漏屠源電姜壓V（B救R）梨DS4.清最饑大柵織源電云壓V（B駝R）傍GS235.春2財(cái)M惜OS思FE掃T放規(guī)大電百路5.這2.辮1閃M取OS儉FE生T放鴿大電隱路1.丈直燥流偏犯置及麥靜態(tài)緩工作們點(diǎn)的申計(jì)算2.械圖永解分疾析3.著小劣信號附模型罪分析*5臉.2勒.2炊帶P處MO找S負(fù)嚴(yán)載的均NM廊OS機(jī)放大罪電路245.蝦2.摘1生M同OS株FE蘭T放上大電順路1.沒直忽流偏鮮置及廢靜態(tài)內(nèi)工作例點(diǎn)的焰計(jì)算（1絲式）簡數(shù)單的歌共源喚極放內(nèi)大電白路（N羞溝道得）共源極放大電路直流通路255.煩2.鞠1影M儀OS膏FE連T放授大電逃路1.特直繭流偏殃置及秤靜態(tài)傭工作眠點(diǎn)的販計(jì)算（1尤）簡株單的落共源逗極放寫大電斬路（N寒溝道變）假設(shè)工作在飽和區(qū)，即驗(yàn)證是否滿足如果元不滿灣足，克則說努明假持設(shè)錯友誤須滿應(yīng)足VGS>VT，否喜則工今作在添截止這區(qū)再假逢設(shè)工放作在儉可變愈電阻驢區(qū)即26假設(shè)使工作工在飽裁和區(qū)滿足假設(shè)滋成立衣，結(jié)騾果即輪為所萌求。解：例：設(shè)Rg1=6城0k，Rg2=4宰0k，Rd=1嬌5k，試計(jì)然算電暮路的革靜態(tài)憲漏極夸電流IDQ和漏布源電雜壓VDS轉(zhuǎn)Q。VDD=5罩V，VT=1勇V，275.嘆2.斤1完M鴨OS燙FE逐T放儀大電裕路1.仔直葡流偏蹲置及暖靜態(tài)譽(yù)工作騙點(diǎn)的買計(jì)算（2謝）帶次源極痰電阻鉤的N隊(duì)MO輪S共佳源極扛放大那電路飽和何區(qū)需要驗(yàn)證是否滿足285.匠2.家1狀M演OS沫FE騙T放宿大電左路1.牢直灘流偏橋置及河靜態(tài)音工作錯點(diǎn)的膊計(jì)算靜態(tài)梨時，vI＝0賣，VG＝0零，ID＝I電流鈔源偏忙置VS＝VG－VGS（飽和區(qū)）295.些2.敞1駐M站OS漢FE頸T放謠大電哪路2.艘圖龍解分卻析由于斜負(fù)載裁開路板，交葵流負(fù)伸載線灣與直循流負(fù)攜載線牌相同305.友2.斤1托M彎OS吐FE搶T放油大電庭路3.軋小般信號詢模型義分析（1且）模拆型靜態(tài)騙值（直買流）動態(tài)熱值（交臉流）非線黨性失歐真項(xiàng)當(dāng)，vgs<<帖2威(VGS與Q-VT)時父，315.姨2.乞1第M阻OS含F(xiàn)E鋼T放恭大電票路3.錫小梁信號茅模型貫分析（1蓮）模浴型=0高頻小信號模型0323.嚷小耀信號去模型久分析解：顯例的霸直流簽分析恒已求冰得：（2腹）放湖大電袖路分努析（例肺）s333.較小速信號馳模型銷分析（2拿）放囑大電耗路分渣析（例得）sTO貸J如FE蔬T343.友小利信號頭模型智分析（2夜）放船大電栗路分默析（例平）共漏353.勿小杯信號棕模型噸分析（2隊(duì)）放逮大電羞路分批析36*5洗.2遼.2章帶P菌MO隸S負(fù)液載的丙NM烘OS梁放大絞電路本小擾節(jié)不遵作教挑學(xué)要恰求，膛有興院趣者念自學(xué)en更d375.壤3甜結(jié)論型場護(hù)效應(yīng)鏟管5.舟3.防1晚JF府ET首的結(jié)浙構(gòu)和田工作退原理5.司3.蛇2江JF組ET翼的特肉性曲立線及歐參數(shù)5.黃3.滔3豆JF獻(xiàn)ET半放大忠電路琴的小天信號蠅模型視分析賽法385.周3.含1享J男FE翁T的康結(jié)構(gòu)矮和工耗作原壞理1.父結(jié)徐構(gòu)#符號稀中的泊箭頭抹方向蝦表示鴨什么忙？392.諷工姿作原雪理①vGS對溝濫道的虜控制橋作用當(dāng)vGS＜0沒時（以穴N溝控道J甲FE明T為瓣例）當(dāng)溝播道夾出斷時蜂，對挪應(yīng)的江柵源徹電壓vGS稱為夾斷睡電壓VP（收或VGS界(o捎ff恩)）。對于釋N溝另道的訂JF條ET負(fù)，VP<0。PN陶結(jié)反擦偏耗盡箏層加葵厚溝道另變窄培。vGS繼續(xù)錄減小棋，溝匪道繼手續(xù)變做窄。402.蝕工冷作原痛理（以馳N溝盤道J匙FE叮T為濤例）②vDS對溝庭道的樸控制嶼作用當(dāng)vGS=0記時，vDSiDg、柿d間偷PN際結(jié)的肯反向定電壓除增加查，使寇靠近馬漏極攪處的鬼耗盡苦層加灑寬，蓮溝道太變窄渡，從佳上至嗽下呈指楔形曬分布科。當(dāng)vDS增加撇到使vGD=VP時，乓在緊咳靠漏動極處史出現(xiàn)領(lǐng)預(yù)夾謠斷。此時vDS夾斷傅區(qū)延順長溝道謹(jǐn)電阻iD基本很不變412.誕工額作原詢理（以剛N溝梳道J仿FE胃T為畝例）③vGS和vDS同時刷作用御時當(dāng)VP<vGS<0昆時屋，導(dǎo)武電溝羽道更掃容易贏夾斷孝，對于戒同樣塑的vDS，iD的值籮比vGS=0掩時的剛值要娃小。在預(yù)播夾斷船處vGD=vGS-vDS=VP42綜上東分析困可知溝道死中只豈有一幟種類在型的許多數(shù)右載流射子參店與導(dǎo)促電，幕所以以場貓效應(yīng)誰管也屋稱為議單極別型三香極管。JF璃ET是電孤壓控劇制電革流器放件，iD受vGS控制堂。預(yù)夾癥斷前iD與vDS呈近似幻玉線性販關(guān)系容；預(yù)唉夾斷嶼后，iD趨于飽和吳。#為什屠么J協(xié)FE兵T的社輸入稠電阻喬比B豎JT絹高得陶多？JF奴ET柵極書與溝逆道間巨的PN結(jié)是宿反向馬偏置浙的，甚因武此iG0，輸入貝電阻卡很高刃。性能拐比較435.副3.員2席J兵FE咸T的臣特性燒曲線奴及參丹數(shù)2.白轉(zhuǎn)庭移特腐性1.扔輸絕出特聰性(VP≤vGS≤0)44與M備OS尊FE彎T類名似3.土主要默參數(shù)5.潮3.槽2億J道FE絡(luò)T的泡特性啄曲線德及參辦數(shù)455.牢3.貢3塑J靈FE耕T放螺大電蜜路的姜小信濕號模麗型分笨析法1.掙J扒FE殿T小晶信號所模型（1召）低社頻?；糜裥?6（2臉）高收