模电课件-4场效应管.ppt

第4章场效应管放大电路本章主要内容:本章介绍场效应管的结构、工作原理,以及场效应管放大电路的构成、(JFET)(JFET)(BJT)电流控制器件(基极电流)输入阻抗不高双极型器件(两种载流子:多子少子均参与导电)噪声高场效应管(FieldEffectTransistor)电压控制器件(栅、源极间电压)输入阻抗极高单极型器件(一种载流子:多子参与导电)噪声小缺点是速度慢(∵有寄生电容效应)场效应管(和三极管相比):优点多、(JFET)FET分类结型场效应管JFET(按导电沟道类型)P沟道N沟道绝缘栅型场效应管MOSFET耗尽型(按导电沟道形成机理)增强型P沟道N沟道P沟道N沟道按基本结构在一块N型半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的P+区,就形成两个不对称的PN结,即耗尽层。把两个P+区并联在一起,引出一个电极g,称为栅极(gate),在N型半导体的两端各引出一个电极,分别称为源极s(source)和漏极d(drain)。N沟道结型场效应管dP+P+Ngs耗尽层三个区域:一个N区,两个P+区三个电极:源极s,漏极d,栅极g一个导电沟道:N型电路符号dgs箭头方向:栅结正偏时栅极电流的方向(P沟道?)JFET结构(P沟道)P沟道结型场效应管dN+N+Pgs耗尽层三个区域:一个P区,两个N+区三个电极:源极s,漏极d,栅极g一个导电沟道:P型电路符号箭头方向:dgs工作原理(1、2)dP+P+Ngs外部工作条件vGS为负值vDS为正值vGS对iD的控制作用为便于讨论,先假设漏-源极间所加的电压vDS=0(a)当vGS=0时,沟道较宽,其电阻较小。(b)当vGS<0时,PN结反偏,沟道变窄,其电阻增大。(c)当vGS进一步减小到一定程度(vGS≤VP),沟道消失,失去导电能力。全夹断工作原理(3)vDS对iD的影响(假设vGS值固定,且VP<vGS<0)dP+P+NgsVGGVDD(a)当漏源电压vDS从零开始增大时,沟道中有电流iD流过。(b)在vDS较小时,iD随vDS增加而几乎呈线性地增加。(c)随着vDS的进一步增加,出现楔形沟道(d)当vDS增加到vDS=vGS-VP,即VGD=vGS-vDS=VP(夹断电压)时,预夹断(e)继续增加,饱和,,可得出以下结论:1、JFET栅极、沟道之间的PN结是反向偏置的,因此栅极电流为零。2、JFET是电压控制电流器件,iD受vGS的控制3、预夹断前,iD随vDS增加而几乎呈线性地增加,预夹断后,iD趋于饱和。#JFET有正常放大作用时,沟道处于什么状态?<Vp截止区场效应管的输入电流iG≈0,输入特性无意义,故用输出特性和转移特性描述伏安特性(本质为同一个物理过程)。