1、模擬電子技術基礎Fundamentals of Analog Electronic,第五章 場效應管及其放大電路,第五章 場效應管及其放大電路,5.1 場效應管,5.2 場效應管基本放大電路,5.1 場效應管,一、結型場效應管,二、絕緣柵型場效應管,三、場效應管的分類,一、結型場效應管（以N溝道為例）,場效應管有三個極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對應于晶體管的e、b、c；有三個工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對應于晶體管的截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)。,符號,結構示意圖,導電溝道,單極型管噪聲小、抗輻射能力強、低電壓工作,1. 結構,2. 工作原理 （1）柵-源電壓對導電溝道寬度的控

2、制作用,溝道最寬,uGS可以控制導電溝道的寬度。為什么g-s必須加負電壓？,UGS（off）,（2）漏-源電壓對漏極電流的影響,uGSUGS（off）且不變，VDD增大，iD增大。,預夾斷,uGDUGS（off）,VDD的增大，幾乎全部用來克服溝道的電阻，iD幾乎不變，進入恒流區(qū)，iD幾乎僅僅決定于uGS。,場效應管工作在恒流區(qū)的條件是什么？,uGDUGS（off）,uGDUGS（off）,夾斷電壓,漏極飽和電流,3. 特性,場效應管工作在恒流區(qū)，因而uGSUGS（off）且uGDUGS（off）。,uDGUGS（off）,（1）轉移特性,g-s電壓 控制d-s的 等效電阻,（2）輸出特性,預

3、夾斷軌跡，uGDUGS（off）,可變電阻區(qū),恒 流 區(qū),iD幾乎僅決定于uGS,擊 穿 區(qū),夾斷區(qū)（截止區(qū)）,不同型號的管子UGS（off）、IDSS將不同。,低頻跨導：,二、絕緣柵型場效應管,uGS增大，反型層（導電溝道）將變厚變長。當反型層將兩個N區(qū)相接時，形成導電溝道。,SiO2絕緣層,襯底,反型層,1. 增強型管,大到一定值才開啟,增強型MOS管uDS對iD的影響,用場效應管組成放大電路時應使之工作在恒流區(qū)。N溝道增強型MOS管工作在恒流區(qū)的條件是什么？,iD隨uDS的增大而增大，可變電阻區(qū),uGDUGS（th）,預夾斷,iD幾乎僅僅受控于uGS，恒流區(qū),剛出現(xiàn)夾斷,uGS的增大幾乎

4、全部用來克服夾斷區(qū)的電阻,2. 耗盡型 MOS管,耗盡型MOS管在 uGS0、 uGS 0、 uGS 0時均可導通，且與結型場效應管不同，由于SiO2絕緣層的存在，在uGS0時仍保持g-s間電阻非常大的特點。,加正離子,小到一定值才夾斷,uGS=0時就存在導電溝道,3. MOS管的特性,1)增強型MOS管,2)耗盡型MOS管,開啟電壓,夾斷電壓,3. 場效應管的分類工作在恒流區(qū)時g-s、d-s間的電壓極性,問題：uGS=0可工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？ 只有uGS0才可能工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？ 只有uGS0才可能工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？,討論一：利用圖示場效應管組成原理性

5、共源放大電路。,討論二：如何利用Multisim測試場效應管的輸出特性,從輸出特性曲線說明場效應管的哪些特點？,5.2 場效應管基本放大電路,一、場效應管靜態(tài)工作點的設置方法,二、場效應管放大電路的動態(tài)分析,三、場效應管放大電路的頻率響應,一、場效應管靜態(tài)工作點的設置方法,根據(jù)場效應管工作在恒流區(qū)的條件，在g-s、d-s間加極性合適的電源,1. 基本共源放大電路,2. 自給偏壓電路,由正電源獲得負偏壓 稱為自給偏壓,哪種場效應管放大電路能夠采用這種電路形式設置Q點？,3. 分壓式偏置電路,為什么加Rg3?其數(shù)值應大些小些？,哪種場效應管能夠采用這種電路形式設置Q點？,即典型的Q點穩(wěn)定電路,二、場效應管放大電路的動態(tài)分析,近似分析時可認為其為無窮大！,根據(jù)iD的表達式或轉移特性可求得gm。,與晶體管的h參數(shù)等效模型類比：,1. 場效應管的交流等效模型,2. 基本共源放大電路的動態(tài)分析,若Rd=3k， Rg=1M， gm=2mS，則 與共射電路比較。,3.