第4章 場效應(yīng)管放大電路ppt課件.ppt

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1、第四章場效應(yīng)管放大電路（模電）電子技術(shù)基礎(chǔ)中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院返回第四章場效應(yīng)管放大電路1熟悉MOSFET、JFET的外特性、主要參數(shù)、使用注意事項(xiàng)。2掌握FET放大電路的工作原理，靜態(tài)偏　置電路，會(huì)用小信號(hào)模型方法分析動(dòng)態(tài)性能。3了解FET工作原理?；疽螅焊攀?.3結(jié)型場效應(yīng)管4.1絕緣柵場效應(yīng)管（MOSFET）4.4砷化鎵金屬－－半導(dǎo)體場效應(yīng)管4.5各種放大器件電路性能比較4.2MOSFET放大電路第四章場效應(yīng)管放大電路概述1、場效應(yīng)管利用電場效應(yīng)來控制輸出電流的半導(dǎo)體器件2、特點(diǎn)：?體積小、重量輕、耗電省、壽命長?輸

2、入電阻高?噪聲低?熱穩(wěn)定好?制造工藝簡單，便于集成化N溝道P溝道增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)概述3、分類：概述4.3結(jié)型場效應(yīng)管4.1絕緣柵場效應(yīng)管（MOSFET）4.4砷化鎵金屬－－半導(dǎo)體場效應(yīng)管4.5各種放大器件電路性能比較主要內(nèi)容：4.2MOSFET放大電路4.1絕緣柵場效應(yīng)管漏極D柵極和其它電極及硅片之間是絕緣的，稱絕緣柵型場效應(yīng)管。金屬電極1)N溝道增強(qiáng)型管的結(jié)構(gòu)柵極G源極S4.1.1增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管SiO2絕緣層P型硅襯底高摻雜N區(qū)GSD符號(hào)：由于

3、柵極是絕緣的，柵極電流幾乎為零，輸入電阻很高，最高可達(dá)1014?。漏極D金屬電極柵極G源極SSiO2絕緣層P型硅襯底高摻雜N區(qū)由于金屬柵極和半導(dǎo)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(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS場效應(yīng)管。2）N溝道增強(qiáng)型管的工作原理EGP型硅襯底N+N+GSD+–UGSED+–由結(jié)構(gòu)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(gè)背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵源電壓UGS=0時(shí)，不管漏極和源極之間所加電壓的極性如何，其中總有一個(gè)PN結(jié)是反向偏置的，反向電阻很高，漏極電流近似為零。SD2）N溝

4、道增強(qiáng)型管的工作原理EGP型硅襯底N+N+GSD+–UGSED+–當(dāng)UGS>0時(shí)，P型襯底中的電子受到電場力的吸引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層；N型導(dǎo)電溝道在漏極電源的作用下將產(chǎn)生漏極電流ID，管子導(dǎo)通。當(dāng)UGS>UGS（th）時(shí)，將出現(xiàn)N型導(dǎo)電溝道，將D-S連接起來。UGS愈高，導(dǎo)電溝道愈寬。ID2）N溝道增強(qiáng)型管的工作原理EGP型硅襯底N+N+GSD+–UGSED+–N型導(dǎo)電溝道當(dāng)UGS?UGS(th）后，場效應(yīng)管才形成導(dǎo)電溝道，開始導(dǎo)通，若漏–源之間加上一定的電壓UDS，則有漏極電流ID產(chǎn)生。在一定的UDS下漏極電流

5、ID的大小與柵源電壓UGS有關(guān)。所以，場效應(yīng)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(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵源電壓稱為開啟電壓UGS(th）。ID工作原理小結(jié)1.正常放大時(shí)各極電壓極性：G、S間加正偏壓VGG－?S+?GD、S間外加偏壓VDD＋?D－?S襯底S2.工作原理:(P200)(1)vGS對(duì)iD的控制作用：?vGS=0，無導(dǎo)電溝道iD=0?vGS?垂直電場vGS??≥VT形成導(dǎo)電溝道vGS???導(dǎo)電溝道厚度??溝道電阻??iD??開啟電壓（剛好形成導(dǎo)電溝道時(shí)的vGS)(2)vDS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響作用：

6、vDS???(=vGS-vDS=VT)vDS????夾斷區(qū)增長iD不隨vDS增大而增加vDS??iD隨vDS增大而增加導(dǎo)電溝道傾斜，預(yù)夾斷3）特性曲線有導(dǎo)電溝道轉(zhuǎn)移特性曲線無導(dǎo)電溝道ID/mAUDS/V0UGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=4V漏極特性曲線可變電阻區(qū)恒流區(qū)截止區(qū)開啟電壓UGS(th）UDSUGS/N型襯底P+P+GSD符號(hào)：結(jié)構(gòu)4)P溝道增強(qiáng)型SiO2絕緣層加電壓才形成P型導(dǎo)電溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管只有當(dāng)UGS?UGS(th）時(shí)才形成導(dǎo)電溝道。結(jié)構(gòu)4.1.2耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管GSD符號(hào)：SiO2絕緣層中摻有正

7、離子預(yù)埋了N型導(dǎo)電溝道如果MOS管在制造時(shí)導(dǎo)電溝道就已形成，稱為耗盡型場效應(yīng)管。1)N溝道耗盡型管2.耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管由于耗盡型場效應(yīng)管預(yù)埋了導(dǎo)電溝道，所以在UGS=0時(shí)，若漏–源之間加上一定的電壓UDS，也會(huì)有漏極電流ID產(chǎn)生。當(dāng)UGS>0時(shí)，使導(dǎo)電溝道變寬，ID增大；當(dāng)UGS<0時(shí)，使導(dǎo)電溝道變窄，ID減小；UGS負(fù)值愈高，溝道愈窄，ID就愈小。當(dāng)UGS達(dá)到一定負(fù)值時(shí)，N型導(dǎo)電溝道消失，ID=0，稱為場效應(yīng)管處于夾斷狀態(tài)（即截止）。這時(shí)的UGS稱為夾斷電壓，用UGS(off）表示。這時(shí)的漏極電流用IDSS表示，稱為飽和漏極

8、電流。2)耗盡型N溝道MOS管的特性曲線夾斷電壓耗盡型的MOS管UGS=0時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓到一定值時(shí)才能夾斷。UGS(off)轉(zhuǎn)移特性曲線0ID/mAUGS/V-1-2-348121612UDS=常數(shù)UDSUGS=0UGS<0UGS>0漏