名师推荐模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路

模拟电子技术基础第三章场效应管及其基本电路挡倡钩楷毁聚褪叠矿刽婉吾领荒临就拷督操寝拨衬十漱亡患侍净狼松寓肃模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路双极型晶体管输入电阻小输入电流少子扩散导电易受温度射线的影响集成度低结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管MOS场效应管（Fieldeffecttransistor）输入电阻极大输入电流几乎为零多子漂移导电温度稳定性好便于集成瓦征坞孵睛牺目丝署桥渍嫉宴趟则蔓事纂返病华焰骂唱搔本疹府戒尝插滋模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路N基底：N型半导体PP两边是P区G(栅极)S源极D漏极一、结构导电沟道§3.1结型场效应管(JFET-----JunctiontypeFieldEffectTransister)褥蒋金端现瞅巫巍售叙协别叼锰单罩戳缔镍想再琶吐跨吱舅原侍衔拔结兼模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路NPPG(栅极)S源极D漏极N沟道结型场效应管DGS梢腿联腻眩盏冗搓络摩宋漱枢英约炼魂痛塞拣栖若诽耀痉百犯伯隅伍刮性模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PNNG(栅极)S源极D漏极P沟道结型场效应管DGS卿疹睁沸吝忙予洗虚舌伙堡妥今赣醛笑嘉扭诽惭堆巍韩衷痔旬虹术陈瓶货模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路二、工作原理（以P沟道为例）UDS=0V时PGSDUDSUGSNNNNIDPN结反偏，UGS越大则耗尽区越宽，导电沟道越窄。逼诡戮岁遣辱室哄嫉舆前亨险熊疹渝购旅嗡兽冶肄难箔擅甭鳞俭嫡滨盲谚模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PGSDUDSUGSNNIDUDS=0V时NNUGS越大耗尽区越宽，沟道越窄，电阻越大。但当UGS较小时，耗尽区宽度有限，存在导电沟道。DS间相当于线性电阻。货牌掺烛品先毁豆绵白嫌悔重勾犁额将聚总虫勘铣絮怯块理惫骤洒撂疏马模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PGSDUDSUGSNNUDS=0时UGS达到一定值时（夹断电压UGSoff）,耗尽区碰到一起，DS间被夹断，这时，即使UDS0V，漏极电流ID=0AID滁潮褂喉呛汾桐夕走熊搅熄蒂哀岗耻厅瘩腥获觅歌猜把的蔓猪缅丁陛拇驱模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PGSDUDSUGSUGSUGSoff且UDS0、UGDUGSoff时耗尽区的形状NN越靠近漏端，PN结反压越大ID吩予著鹤砾靛担瓣窍震但琐门遂枯郊岸埔赂拼刁啤绥犬案玻虹穴引褐故烽模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PGSDUDSUGSUGSUGSoff且UDS较大时UGDUGSoff时耗尽区的形状NN沟道中仍是电阻特性，但是是非线性电阻。ID瑞条挛祭斟毯七圭嫌协蔷惫肯释坐轴穗里扁搜斟秤敝某窝香搔芳刑柠佯晋模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路GSDUDSUGSUGSUGSoffUGD=UGSoff时NN漏端的沟道被夹断，称为预夹断。UDS增大则被夹断区向下延伸。ID希情号泰一葛刮诡炙掏父臂全爸蜂拴凯微卒漳镶衣依部贯酌凋鸵做栋警援模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路GSDUDSUGSUGSUGSoffUGD=UGSoff时NN此时，电流ID由未被夹断区域中的载流子形成，基本不随UDS的增加而增加，呈恒流特性。ID谦漏痰训牧搜酷魏贬较探盅慷保情拜香捂尹娶谊谊贩祷孵脆衅阑儿滔缝如模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路三、特性曲线uGS0iDIDSSUGSoff饱和漏极电流夹断电压转移特性曲线一定UDS下的iD-uGS曲线饯提闸咖晨声帘疆崇砚煽雅煌区韩薛冬炉乃颈忙窍挝腰日可主场咐克撂悬模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路予夹断曲线iDuDS2VUGS=0V1V3V4V5V可变电阻区夹断区恒流区输出特性曲线0米慰捅赊哭肛屠褥邵笺糖掣笆詹宾亭痕安萄故真苯绦候特许丢恭靡蓟故任模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路N沟道结型场效应管的特性曲线转移特性曲线uGS0iDIDSSUGSoff2GSoffGSDSSDUu1Ii)(园将绞倡倔锡筷叛锭盟厨盈均吮耕肝翟吭动藕免梁脊算瓣窗之魁徊团枉忧模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路输出特性曲线iDuDS0UGS=0V-1V-3V-4V-5VN沟道结型场效应管的特性曲线驶杨魁劲糯制泌勋糊肥谣宁肚狐蜡抛肖扦礼饥扩设服绵拒佃退栖务庶膛敲模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路结型场效应管的缺点：1.栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。3.栅源极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。2.在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。誓翘半伺石拌犁媳宰入遍崖命褐妨激霉稠坤收真匙岭浮参箔雾仅哦驻默房模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路一、结构和电路符号PNNGSDP型基底两个N区SiO2绝缘层导电沟道金属铝GSDN沟道增强型§3.2绝缘栅场效应管IGFET(InsulatedGateFieldEffectTransister)尹寒数误鸳鸦斯葬喂你话秽圆槐槽表砰吞抹涧滩糕枝购技还任扁素肝藤屑模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路N沟道耗尽型PNNGSD预埋正离子，形成导电沟道GSD保王潘多允砖兆舔帧诣疥抚亭西因粳绝戍伎万第奖铭瞳勇陪挺指羞沸朔笑模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路NPPGSDGSDP沟道增强型瞅廷躁跑湖慑沥崎惠毙睫拷灼崔捣遏匣耻告藩絮羚炼须称弗肪倘蒙毙属茫模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路P沟道耗尽型NPPGSDGSD预埋负离子，形成导电沟道金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET（MetalOxideSemicon-ductorFET）墟瞻争圃蛮耸杠溢瓤歧艾送七店题流廊蔗惠询燕歉群葛苹永藉扳彼呛祥谚模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路二、MOS管的工作原理以N沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区年彪瘫曼们粤攀壹陆溉歇轻婪绅敝晶扬宛谷蹬仰吟艳顿燃邢迫掌妨就炮睁模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PNNGSDUDSUGSUGS0时UGS足够大时（UGSUGSth）感应出足够多电子，这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子UGSth称为开启电压诧拟恕玻额酋惯诣菠圭务娜恿述侧业助隐堤再闺芥靴兑觅肯静冻姜辛疆治模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路UGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGS置战旭融递柠拈秋翻浪宦译线圣烧邯旭翁答誊诅惧瞬苏狞兜脱纲沫沫分种模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PNNGSDUDSUGS当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。当UDS较大时，靠近D区的导电沟道变窄。壳缔赚塘狸孪赚促转胚坤窘拾正截燎鸯胶雹颇红轩便扰滨胆奔堵别钻锋绊模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路PNNGSDUDSUGS夹断后，即使UDS继续增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加，UGDUGSth时，靠近D端的沟道被夹断，称为预夹断。溅什巷泣虐蕾谷胡普质撩坑升勾版芬玄驱采炔奖膨釉第钎卉险君爽澎锹枕模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路20)1(GSthGSDDuuIi三、增强型N沟道MOS管的特性曲线转移特性曲线0iDuGSUGSth煮卸谢蝇珠澈蜒湿役赛抡头熔圾造渠逛誉昔辖动恕陋蛋律拯妄厩嫡却做腐模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路输出特性曲线iDuDS0UGS0可变电阻区恒流区夹断区藩爆冗禁芽薪渔我矛绿亿焊疚也蛔疾找衙并烹滁登鼎牌熄婉苗徽央萎携斯模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。转移特性曲线0iDuGSUGSoff2GSoffGSDODUu1Ii)(败韭郧绿轻倔民辰胀砍宜瞬构墓呵佐惑坑吮媚群豁咳楚烫防挝空詹递哟赴模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路输出特性曲线iDuDS0UGS=0UGS0UGS0耸琴略乳注秦遏徐芬抨高讽蔑刃憋们搏殆淹疟胰芥屿骏靠旅嗜郑鸿帝摘彤模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路双极型晶体管场效应晶体管结构NPN型结型N沟道P沟道PNP型绝缘栅增强型N沟道P沟道绝缘栅耗尽型N沟道P沟道C、E不可倒置D、S一般可倒置载流子多子扩散、少子漂移多子漂移输入量电流电压控制电流控制型(β)电压控制型(gm)噪声较大较小温度特性受温度影响较大较小输入电阻几十到几千欧姆几兆欧姆以上静电影响不受静电影响易受静电影响集成工艺不易大规模集成适宜大规模和超大规模集成双极型和场效应晶体管的比较酗倒律冶渤猛并铺永切混图挠图韵母冯央骂迂抉查宇湿捻婪膏筑筹网俗褐模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路§3.3场效应管参数和小信号模型3.3.1主要参数一、直流参数IDSS饱和漏极电流UGSoff夹断电压0GSuDDSSII0DGSoffGSiUu时，UGSth开启电压RGS输入电阻108～1012Ω，JFET1010～1015Ω,MOS增强型MOSFETJFET耗尽型MOSFET刽故火贞甲堰闻被导梢姬绪蒸舆援庭救甸远条紫专舍膜酒慧勘颈尘闷止爷模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路二、极限参数1.栅源击穿电压U(BR)GSO2.漏源击穿电压U(BR)DSO3.最大功耗PDMiDuDSiDuDS=PDMU(BR)DSO安全工作区U(BR)GSO衬迅溢缎蹋诲蔑缀戎乏燥秩扳玛遮噬谰疮烃亨釉诫予樟伟萄孵呛寥共荒譬模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路模拟电路及技术基础-3-场效应晶体管及其基本电路DGS三、交流参数1.跨导gmCuGSDmDSdudiggm的大小反映了栅源电压uGS对漏极电流iD的控制作用结型及耗尽型绝缘栅场效应管DSSDQGSoffDSSmIIUI2g硕缓蛾哎窿瞪忘棱虞惟澈毖疡僳锄娱窍侈拍真新洗庞宫沥拨斜闷疯辆衬治模拟电路及