4、场效应管放大电路课件.ppt

* 4.1 结型场效应管 1. 结型场效应管的结构（以N沟为例）： 两个PN结夹着一个N型沟道。三个电极： G：栅极 D：漏极 S：源极 符号： 4 场效应管放大电路 P区浓度高 2. 结型场效应管的工作原理 （1）栅源电压对沟道的控制作用 在栅源间加负电压VGS ，令VDS =0 ①当VGS=0时，为平衡PN结，导电沟道最宽。 ②当│VGS│↑时，PN结反偏，形成耗尽层，导电沟道变窄，沟道电阻增大。 ③当│VGS│到一定值时 ，沟道会完全合拢。 定义： 夹断电压Vp——使导电沟道完全合拢（消失）所需要的栅源电压VGS。 （2）漏源电压对沟道的控制作用 在漏源间加电压VDS ，令VGS =0 由于VGS =0，所以导电沟道最宽。 ①当VDS=0时， ID=0。 ②VDS↑→ID ↑ →靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布。 ③当VDS ↑，使VGD=VG S- VDS=VP时，在靠漏极处夹断——预夹断。 预夹断前， VDS↑→ID ↑。 预夹断后， VDS↑→ID 几乎不变。 ④VDS再↑，预夹断点下移。 （3）栅源电压VGS和漏源电压VDS共同作用 可用输入输出两组特性曲线来描绘。 ID=f（ VGS 、VDS） （1）输出特性曲线： ID=f（ VDS ）│VGS=常数 3 结型场效应三极管的特性曲线 四个区： ①可变电阻区：预夹断前。 　 ②电流饱和区（恒流区）： 预夹断后。 特点：△ ID /△ VGS ≈常数= gm 即： △ ID = gm △ VGS（放大原理） ③击穿区。 ④夹断区（截止区）。VGSVP (a) 漏极输出特性曲线 (b) 转移特性曲 （2）转移特性曲线： ID=f（ VGS ）│VDS=常数 (当 时) 4.3 MOS型场效应管 一、N沟道增强型MOS管 1、结构与符号 ????????????????????????????????????? ????????????????????? ???????????????????? N沟道增强型 P沟道增强型 2、工作原理 （1）、vGS对iD及沟道的控制作用 ????????????????????????????????????? 增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。当vGS=0时，不论vDS的极性如何，总有一个PN结处于反偏状态，这时漏极电流iD≈0。 vGS＞0 ??????????????????????????? ??????????????????????????? 当vGS数值较小，吸引电子的能力不强时，漏源极之间仍无导电沟道出现。 vGS增加时，吸引到P衬底表面层的电子就增多，当vGS达到某一数值时，这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层。即N型沟道，因导电类型与P衬底相反，故又称为反型层。 把开始形成沟道时的栅源极电压称为开启电压，用VT表示。 （2）vDS对iD的影响 当vGSVT且为一确定值时，正向电压vDS对导电沟道及电流ID的影响与结型场效应管相似。 当vDS较小（vDSvGS–VT）时 iD随vDS近似呈线性变化 当vDS增加到vGD=vGS-vDS=VT(或vDS=vGS-VT)时 沟道在漏极一端出现预夹断 继续增大vDS，夹断点将向源极方向移动 ??????????????????????????? iD不随vDS增大而增加，ID仅由vGS决定。 （3）N沟道增强型MOS管的特性方程 特性曲线和电流方程 (vGS＞VT) IDO是vGS=2VT时，的漏极电流iD 二、N沟道耗尽型MOS管 N沟道耗尽型MOS管与N沟道增强型MOS管相似，区别仅在于栅源极电压vGS=0时，耗尽型MOS管中的漏源极间已有导电沟道产生。 在SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子Na+或K+ N沟道 P沟道 vGS=0时，漏源极间的P型衬底表面也能感应生成N沟道(称为初始沟道)，加上正向电压vDS，就有电流iD。加上正的vGS，沟道加宽，沟道电阻变小，iD增大。vGS为负时，沟道变窄，沟道电阻变大，iD减小。当vGS负向增加到某一数值时，导电沟道消失，iD趋于零，管子截止，故称为耗尽型。沟道消失时的栅源电