場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其應(yīng)用第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日第3章場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其應(yīng)用(共6學(xué)時(shí))學(xué)習(xí)目標(biāo):

1．了解各種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)，掌握它們的轉(zhuǎn)移特性、輸出特性以及主要參數(shù)。2．掌握?qǐng)鲂?yīng)晶體管的靜態(tài)偏置電路與靜態(tài)分析方法。3．掌握?qǐng)鲂?yīng)晶體管共源極放大器、共漏極放大器（源極跟隨器）的微變等效電路與主要性能參數(shù)。第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日本章內(nèi)容3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性（2學(xué)時(shí)）3.2共源極場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路

（2學(xué)時(shí)）3.3源極輸出器（2學(xué)時(shí)）小結(jié)第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管P溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性3.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管簡(jiǎn)稱JFET，它是利用半導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)效應(yīng)來工作的，因而也稱為體內(nèi)場(chǎng)效應(yīng)器件。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管有N溝道和P溝道兩類。

第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性3.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性3.1.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管UGS(off)≤uDS≤0第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性3.1.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性3.1.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性3.1.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性3.1.2絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管當(dāng)uGS＞UGS(th)時(shí)第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性參數(shù)1.性能參數(shù)（1）開啟電壓UGS(th)是增強(qiáng)型MOS管特有的參數(shù)。它是指uDS為一固定值（如10V），使iD等于某一微小電流（如10μA）時(shí)所需要的最小uGS值。（2）夾斷電壓UGS(off)

是耗盡型MOS管和結(jié)型管的參數(shù)。它是指uDS為一固定值（如10V），而使iD減小到某一微小電流（如10μA）時(shí)的uGS值。（3）飽和漏極電流IDSS

是耗盡型MOS管和結(jié)型管的參數(shù)。它是指在uGS＝０時(shí)，使管子出現(xiàn)預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流。IDSS也是結(jié)型管所能輸出的最大電流。（4）直流輸入電阻RGS

是指在漏、源極間短路的條件下，柵、源極之間所加直流電壓與柵極直流電流的比值。一般JFET的RGS＞107Ω，而IGFET的RGS＞109Ω。第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性參數(shù)1.性能參數(shù)（5）低頻跨導(dǎo)（互導(dǎo)）gm

是指在uDS為某一定值時(shí)，漏極電流iD的微變量和引起它變化的uGS微變量的比值，即gm反映了柵源電壓uGS對(duì)漏極電流iD的控制能力，是表征場(chǎng)效應(yīng)管放大能力的一個(gè)重要參數(shù)（對(duì)應(yīng)于三極管的β），單位為西門子（S），也常用mS或μS。場(chǎng)效應(yīng)管的gm一般為幾毫西門子。第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性參數(shù)2.極限參數(shù)（1）最大漏極電流IDM

是指管子在工作時(shí)允許的最大漏極電流。（2）最大耗散功率PDM

最大耗散功率PDM＝uDS·iD，它受管子的最高工作溫度的限制，與三極管的PCM相似。（3）漏源擊穿電壓U(BR)DS

它是漏、源極間所能承受的最大電壓，也就是使iD開始急劇上升（管子擊穿）時(shí)的uDS值。（4）柵源擊穿電壓U(BR)GS

它是柵、源極間所能承受的最大電壓。擊穿會(huì)造成短路現(xiàn)象，使管子損壞。第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.2共源極場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路3.2.1電路結(jié)構(gòu)第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.2共源極場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路3.2.2直流靜態(tài)工作點(diǎn)第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.2共源極場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路3.2.3交流放大特性第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.3源極輸出器3.3.1電路結(jié)構(gòu)如圖所示為耗盡型NMOS管構(gòu)成的共漏極放大電路，由其交流通路可見，漏極是輸入、輸出信號(hào)的公共端。由于信號(hào)是從源極輸出，也稱源極輸出器。第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.3源極輸出器3.3.2交流放大特性式中RL’

＝RS∥RL

。輸出電壓與輸入電壓同相，且由于gmRL’

>>1，所以Au小于1，但接近于1。第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日3.3源極輸出器3.3.2交流放大特性由上分析可知，源極輸出器與三極管的射極輸出器有相似的特點(diǎn)：電壓放大倍數(shù)小于且接近于1，輸入電阻較高，輸出電阻較低。第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日本章小結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管中只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，稱為單極型晶體三極管。場(chǎng)效應(yīng)管根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為兩大類：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（簡(jiǎn)稱JFET）和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（簡(jiǎn)稱IGFET），對(duì)于絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管來說，又分為增強(qiáng)型和耗盡層兩種，而每一種又有N溝道和P溝道之分。場(chǎng)效應(yīng)管共源極放大電路的輸出電壓與輸入電壓反相，與共射放大電路相比，由于場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)gm值較小，電壓放大倍數(shù)較低，但其輸入電阻卻很大，適合應(yīng)用于要求高輸入電阻的場(chǎng)合。第二十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日本章小結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管源極輸出器與三極管的射極輸出器有相似的特點(diǎn)：電壓放大倍數(shù)接近1，輸入電阻較高，輸出電阻較低。但源極輸出器的