圖1-29結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)(a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)N溝道JFET符號(hào)；(c)P溝道JFET符號(hào)1.4場(chǎng)效應(yīng)管1.4.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1.4.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管在結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管中，柵極與源極之間PN結(jié)是反向偏置，所以柵源之間的電阻很大。但是PN結(jié)反偏時(shí)總會(huì)有反向電流存在，且反向電流隨溫度升高而增大，這就限制了輸入電阻的進(jìn)一步提高。如果在柵極與其它電極之間用一絕緣層隔開，則輸入電阻會(huì)更高，這種結(jié)構(gòu)的管子稱為絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。根據(jù)絕緣層所用材料的不同，有多種不同類型的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管，目前采用最廣泛的一種是以二氧化硅（SiO2）為絕緣層，稱為金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱MOS管。這種場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻約為108~1010Ω，高的可達(dá)1015Ω，并且制造工藝簡(jiǎn)單，便于集成。1．N溝道增強(qiáng)型MOSFET1)結(jié)構(gòu)和符號(hào)圖1-35N溝道增強(qiáng)型MOSFET結(jié)構(gòu)示意圖和增強(qiáng)型MOS管符號(hào)(a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)N溝道增強(qiáng)型MOS管符號(hào)；(c)P溝道增強(qiáng)型MOS管符號(hào)圖1-362）工作原理uGD=uGS-uDS

uDS=uGS-UGS(th)N型導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道預(yù)夾斷導(dǎo)電溝道開啟電壓進(jìn)入飽和（恒流）狀態(tài)外加正向柵壓3）特性曲線圖1-37N溝道增強(qiáng)型MOSFET的特性曲線(a)輸出特性曲線；(b)轉(zhuǎn)移特性曲線1-4-22圖1-38N溝道耗盡型MOSFET結(jié)構(gòu)示意圖和耗盡型MOS管符號(hào)

(a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)N溝道耗盡型MOS管符號(hào)；(c)P溝道耗盡型MOS管符號(hào)

2．N溝道耗盡型MOSFET

若uGS>0，則會(huì)吸引更多的自由電子，溝道變寬，溝道電阻變小，iD增大；若uGS<0，則溝道變窄，溝道電阻變大，iD減??；當(dāng)uGS<UGS（off）（夾斷電壓）時(shí)，導(dǎo)電溝道消失，iD=0?？梢姾谋M型MOSFET的柵源電壓uGS可正、可負(fù)，改變uGS可以改變溝道寬度，從而控制漏極電流iD。

特性曲線圖1-39N溝道結(jié)型、耗盡型MOSFET的特性曲線(a)輸出特性曲線；(b)轉(zhuǎn)移特性曲線IDUDS0UGS=0V-1V-3V-4V-5VUGS0IDIDSSUGS（off）3．P溝道MOSFET

與N溝道MOSFET相對(duì)應(yīng)，P溝道增強(qiáng)型MOSFET的漏-源之間應(yīng)加負(fù)電壓，當(dāng)uGS<UGS（th）時(shí)導(dǎo)電溝道才存在，管子導(dǎo)通，所以開啟電壓UGS（th）<0；P溝道耗盡型MOSFET的柵源電壓uGS可正、可負(fù)，夾斷電壓UGS（off）>0，改變uGS可實(shí)現(xiàn)對(duì)漏極電流iD的控制。各種FET的特性比較

1-4-71.4.3場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)

1．直流參數(shù)（1）夾斷電壓UGS(off)：實(shí)際測(cè)試時(shí)，uDS為某一固定值，使iD等于一個(gè)微小電流（如5μA）時(shí)的柵源電壓uGS。它是JFET和耗盡型MOSFET的參數(shù)。（2）開啟電壓UGS(th)：uDS為某一固定值，使iD大于零所需的最小|uGS|。一般場(chǎng)效應(yīng)管手冊(cè)給出的是在iD為規(guī)定的微小電流（如5μ?。r(shí)的uGS。它是增強(qiáng)型MOSFET的參數(shù)。

（3）飽和漏極電流IDSS：uGS=0,uGD大于夾斷電壓|UGS(off)|時(shí)所對(duì)應(yīng)的漏極電流。（4）直流輸入電阻RGS(DC)：柵源電壓與柵極電流的比值。由于場(chǎng)效應(yīng)管的柵極幾乎不取電流，因此其輸入電阻很大。一般JFET的RGS(DC)大于107Ω，而MOSFET的RGS(DC)大于109Ω。2．交流參數(shù)（1）低頻跨導(dǎo)gm：在管子工作于恒流區(qū)且uDS為常數(shù)時(shí)，iD的微變量ΔiD和引起它變化的微變量ΔuGS之比，即（1-33）它反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力，gm愈大,表示uGS對(duì)iD的控制能力愈強(qiáng)。gm的單位是S（西門子）或mS。通常情況下它在十分之幾至幾mS的范圍內(nèi)。

（2）極間電容：場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極間存在著極間電容。通常柵-源間極間電容Cgs和柵-漏間極間電容Cgd約為1~3pF，而漏-源間極間電容Cds約為0.1~1pF。它們是影響高頻性能的微變參數(shù)，應(yīng)越小越好。3．極限參數(shù)（1）最大耗散功率PDM：uDS和iD的乘積，即PDM=uDSiD。PDM受管子最高溫度的限制，當(dāng)PDM確定后，便可在管子的輸出特性曲線上畫出臨界最大功耗線。（2）漏源擊穿電壓U(BR)DS：管子進(jìn)入恒流區(qū)后，使iD急劇上升的uDS值，超過此值，管子會(huì)燒壞。（3）柵源擊穿電壓U(BR)GS：對(duì)于JFET，使柵極與溝道間PN結(jié)反向擊穿的uGS值；對(duì)于MOSFET，使柵極與溝道之間的絕緣層擊穿的uGS值，約為20V左右。一.直流偏置電路：保證管子工作在飽和區(qū)，輸出信號(hào)不失真

2.7場(chǎng)效應(yīng)管放大電路（1）自偏壓電路vGSvGS=-iDR

注意：該電路產(chǎn)生負(fù)的柵源電壓，所以只能用于需要負(fù)柵源電壓的電路。計(jì)算Q點(diǎn)：VGS、ID、VDSvGS=VDS=VDD-ID(Rd+R)已知VGS(off)和IDSS，由-iDR可解出Q點(diǎn)的VGS、ID、VDS

（2）分壓式自偏壓電路VDS=VDD-ID(Rd+R)可解出Q點(diǎn)的VGS、ID、VDS計(jì)算Q點(diǎn)：該電路產(chǎn)生的柵源電壓可正可負(fù)，所以適用于所有的場(chǎng)效應(yīng)管電路。已知VGS(off)和IDSS，由二.

場(chǎng)效應(yīng)管的交流小信號(hào)模型

與雙極型晶體管一樣，場(chǎng)效應(yīng)管也是一種非線性器件，而在交流小信號(hào)情況下，也可以由它的線性等效電路—交流小信號(hào)模型來代替。

其中：rgs是輸入電阻，理論值為無窮大。

gmvgs是壓控電流源，它體現(xiàn)了輸入電壓對(duì)輸出電流的控制作用。稱為低頻跨導(dǎo)。

rd為輸出電阻，類似于雙極型晶體管的rce。三.放大電路1.共源放大電路分析：（1）畫出共源放大電路的交流小信號(hào)等效電路。

（2）求電壓放大倍數(shù)（3）求輸入電阻（4）求輸出電阻忽略rd、rgs由輸入輸出回路得則則由于rgs=∞（2）電壓放大倍數(shù)（3）輸入電阻得

分析：（1）畫交流小信號(hào)等效電路。

由2.共漏放大電路（4）輸出電阻所以由圖有二.多級(jí)放大器的分析?

前級(jí)的輸出阻抗是后級(jí)的信號(hào)源阻抗?

后級(jí)的輸入阻抗是前級(jí)的負(fù)載1.兩級(jí)之間的相互影響2.電壓放大倍數(shù)注意：在算前級(jí)放大倍數(shù)時(shí)，要把后級(jí)的輸入阻抗作為前級(jí)的負(fù)載。3-4-103.輸入電阻4.輸出電阻Ri=Ri（最前級(jí)）(一般情況下）Ro=Ro（最后級(jí)）(一般情況下）

作業(yè)：一、電路如圖所示，N溝道JFET的UGS（off）=-2V、

IDSS=5mA，S1

處于開路狀態(tài)。試求：1）說明C1

，C2

，C3

，C4

的作用。

2）說明