1、电子电路基础,第七讲 场效应管放大电路（1）,上节课回顾,模型,分三个波段分析,每个波段影响频率特性的器件,密勒电容,电容Cbc的计算,电阻rbe,主要内容,4.1 场效应管特性,场效应管分类,MOSFET，简称MOS器件 绝缘栅场效应管(IGFET)结构的器件中，最常见为金属-氧化物-半导体结构 (Metal-Oxide-Semiconductor) 场效应管分类 结型场效应管（JFET） 绝缘栅场效应管（IGFET） 金属场效应管 内部结构有区别，外部特性相同,场效应管与双极性三极管的区别,两者工作机理不同 BJT有两种载流子（多子、少子） FET有一种载流子（多子） 控制方式的不同 BJ
2、T：电流控制方式FET：电压控制方式,结型场效应管符号,P沟道,N沟道,箭头为PN结导通方向,N沟道结型场效应管构造,P区掺杂浓度高，N区掺杂浓度低,PN结在N区的厚度较大,P区引出的电极为栅极（G）,N区两端引出漏极（D）和源极（S）,工作原理,管子工作要求外加电源保证静态设置 VDS 漏极直流电压-加正向电压 VGS 栅极直流电压-加反向电压 三种工作状态 不饱和区（线性电阻区） 饱和区 截止区 击穿区,不饱和区（线性电阻区）,|UGS|和UDS都比较小,沟道宽度主要由UGS决定，,UDS的影响可以忽略,表现为受UGS控制的,线性电阻,|UGS|越小,沟道越宽,电阻越小,饱和区,UDS 增
3、大，近漏端沟道宽度变窄,ID由UGS决定，,时,沟道在近漏端被预夹断,不再受UDS影响,截止区,PN结阻挡层厚度总和,等于导电沟道宽度，,沟道被全部夹断,漏极电流,击穿区,|UDS |增大到某个数值时,栅极和漏极之间的PN结,发生击穿,ID急剧增大,UGS的作用（不加UDS ）,横向电场作用, UGS ,PN结耗尽层宽度,沟道宽度 ,VDS 漏极直流电压的作用,纵向电场作用 在沟道造成楔型结构（上宽下窄）a点（顶端封闭） 预夹断 b点（底端封闭） 全夹断（夹断）,N沟道结型场效应管转移特性曲线,UGS(off) 为夹断电压,IDSO为 时的饱和电流,结型场效应管输出特性,结型场效应管直流参数,
4、栅源短路电流IDSO UGS0时的漏极电流，ID的最大值 夹断电压UGS（off） ID0（50uA）对应的栅源电压 栅源电阻RGS 漏源极短路时，栅源极之间的等效电阻，107109数量级,结型场效应管交流参数,正向跨导gm 在饱和区，当漏极电压一定时，漏极电流iD关于栅源电压uGS的偏导数：漏源等效电阻rDS 栅源电压一定时，漏源极之间的等效电阻 在线性电阻区rDS较小，在饱和区 rDS较大,绝缘栅型场效应管,N沟道增强型,N沟道耗尽型,P沟道增强型,P沟道耗尽型,绝缘栅场效应管(IGFET)结构的器件中，最常见为金属-氧化物-半导体结构 (Metal-Oxide-Semiconductor
5、),绝缘栅型场效应管构造（N沟道增强型）,绝缘栅型场效应管工作原理,通过改变漏源间导电沟,道来控制漏极电流ID,与JFET的差别在于沟道,形成原理不同,截止区,UGS比较小时 漏源间是一对背靠背的PN结 漏极电流ID0 MOSFET处于截止状态,线性电阻区,当 时,在电场的作用下，衬底中的自由,电子被吸引到栅极附近，浓度超,过空穴，形成反型层,反型层将两个N区域连通，,形成导电沟道。,若UDS较小， 沟道表现为受,UGS控制的线性电阻,饱和区（恒流区）,导通时，近漏端电压,沟道在A点预夹断,ID不再受UDS的影响：,N沟道增强型场效应管转移特性,N沟道耗尽型场效应管转移特性,N沟道增强型MOS
6、FET输出特性曲线,N沟道耗尽型MOSFET在输出特性曲线,直流参数,直流参数与管子的工作条件有关 夹断电压 当UGS=UGS(OFF)时 ，iD=0 开启电压 当UGSUGS(th)时 ，iD0 漏极饱和电流 当UGS=0时（DSUGS(off) ）， ID=IDSO 直流输入电阻 对JFET ： rGS 大约 108109 对MOSFET ： rGS大约 10111012 通常认为 rGS ,交流参数,交流参数与管子的工作目标（信号）有关。 跨导 转移特性曲线上Q点的斜率值（与Q点有关） 输出电阻 输出电阻rds反映了VDS对iD的影响。 是共源输出特性曲线某一点切线斜率的倒数 极间电容 栅源电容CGS 由势垒和沟道电容组成（约0.11PF） 栅漏电容CGD由势垒和沟道电容组成（约0.11PF） 漏源电容CDS 由封装和引线电容组成（约110PF）,极限参数,极限参数值是不允许超过的参数。 漏极击穿电压 对管子栅源间所允许加的最大电压 栅源击穿电压 对管子栅源间所允许加的最大电压 最大功耗 管子的最大耗散功率PDM=IDMVDS,作业,4.1,
