场效应晶体管及其应用.ppt

第3章 场效应晶体管及其应用(共6学时)学习目标:1了解各种场效应晶体管的结构，掌握它们的转移特性、输出特性以及主要参数。2掌握场效应晶体管的静态偏置电路与静态分析方法。3掌握场效应晶体管共源极放大器、共漏极放大器（源极跟随器）的微变等效电路与主要性能参数。,本章内容3.1 场效应晶体管的基本特性（2学时）3.2 共源极场效应晶体管放大电路（2学时）3.3 源极输出器（2学时）小结,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1.1 结型场效应晶体管,结型场效应管简称JFET，它是利用半导体内的电场效应来工作的，因而也称为体内场效应器件。结型场效应管有N沟道和P沟道两类。,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1.1 结型场效应晶体管,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1.1 结型场效应晶体管,UGS(off)uDS0,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1.2 绝缘栅型场效应晶体管,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1.2 绝缘栅型场效应晶体管,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1.2 绝缘栅型场效应晶体管,3.1场效应晶体管的基本特性,3.1.2 绝缘栅型场效应晶体管,当uGSUGS(th)时,3.1.3 场效应晶体管的特性参数,1.性能参数,（1）开启电压UGS(th)是增强型MOS管特有的参数。它是指uDS为一固定值（如10V），使iD等于某一微小电流（如10A）时所需要的最小uGS值。（2）夹断电压UGS(off)是耗尽型MOS管和结型管的参数。它是指uDS为一固定值（如10V），而使iD减小到某一微小电流（如10A）时的uGS值。（3）饱和漏极电流IDSS是耗尽型MOS管和结型管的参数。它是指在uGS时，使管子出现预夹断时的漏极电流。IDSS也是结型管所能输出的最大电流。（4）直流输入电阻RGS是指在漏、源极间短路的条件下，栅、源极之间所加直流电压与栅极直流电流的比值。一般JFET的RGS107，而IGFET的RGS109。,3.1.3 场效应晶体管的特性参数,1.性能参数,（5）低频跨导（互导）gm是指在uDS为某一定值时，漏极电流iD的微变量和引起它变化的uGS微变量的比值，即 gm反映了栅源电压uGS对漏极电流iD的控制能力，是表征场效应管放大能力的一个重要参数（对应于三极管的），单位为西门子（S），也常用mS或S。场效应管的gm一般为几毫西门子。,3.1.3 场效应晶体管的特性参数,2.极限参数,（1）最大漏极电流IDM是指管子在工作时允许的最大漏极电流。（2）最大耗散功率PDM最大耗散功率PDMuDSiD，它受管子的最高工作温度的限制，与三极管的PCM相似。（3）漏源击穿电压U(BR)DS它是漏、源极间所能承受的最大电压，也就是使iD开始急剧上升（管子击穿）时的uDS值。（4）栅源击穿电压U(BR)GS它是栅、源极间所能承受的最大电压。击穿会造成短路现象，使管子损坏。,3.2共源极场效应晶体管放大电路,3.2.1 电路结构,3.2共源极场效应晶体管放大电路,3.2.2 直流静态工作点,3.2共源极场效应晶体管放大电路,3.2.3 交流放大特性,3.3源极输出器,3.3.1 电路结构,如图所示为耗尽型NMOS管构成的共漏极放大电路，由其交流通路可见，漏极是输入、输出信号的公共端。由于信号是从源极输出，也称源极输出器。,3.3源极输出器,3.3.2 交流放大特性,式中RL RSRL。输出电压与输入电压同相，且由于gm RL 1，所以Au小于1，但接近于1。,3.3源极输出器,3.3.2 交流放大特性,由上分析可知，源极输出器与三极管的射极输出器有相似的特点：电压放大倍数小于且接近于1，输入电阻较高，输出电阻较低。,本章小结 场效应管中只有多数载流子参与导电，称为单极型晶体三极管。场效应管根据结构不同可分为两大类：结型场效应管（简称JFET）和绝缘栅场效应管（简称IGFET），对于绝缘栅场效应管来说，又分为增强型和耗尽层两种，而每一种又有N沟道和P沟道之分。场效应管共源极放大电路的输出电压与输入电压反相，与共射放大电路相比，由于场效应管的跨导gm值较小，电压放大倍数较低，但其输入电阻却很大，适合应用于要求高输入电阻的场合。,本章小结场效应管源极输出器与三极管的射极输出器有相似的特点：电压放大倍数接近1，输入电阻较高，输出电阻较低。但源极输出器的输入电阻比射极输出器还大得多，一般可达几十M，而源极输出器的输出电阻比射极输出器的输出电阻也大。场效应管放大器的突出优点是噪声低、热稳定性好、高输入电阻、抗辐射能力强。,第3章 完,