【正文】 MOS管 在 vGS≥VT時才出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。 耗盡型 NMOS管 1). 耗盡型 NMOS管結(jié)構(gòu)示意圖 s g d N+ N+ SiO2 Al b 耗盡層 （導(dǎo)電溝道） 反型層 P N溝道耗盡型 MOS管符號 P溝道耗盡型 MOS管符號 G S D G S D 耗盡型 MOS管 s g d N+ N+ SiO2 Al b 耗盡層 （導(dǎo)電溝道） 反型層 P N溝道耗盡型 MOS管 當(dāng) vGS為負(fù)時，溝道變窄，溝道電阻變大， iD減小。當(dāng) vGS負(fù)向增加到某一數(shù)值時，導(dǎo)電溝道消失，iD趨于零，管子截止； 使溝道消失時的柵源電壓稱為 夾斷電壓，用 VP表示。 2). 耗盡型 MOS管原理 耗盡型 MOS管 在飽和區(qū)內(nèi)，耗盡型 MOS管的電流方程與結(jié)型場效應(yīng)管的電流方程相同，即 3). 耗盡型 MOS管電流方程（ 增強型 MOS管見書 ） 2PGSD S SD Vv1Ii?????????? ? ?PGS Vv ? 場效應(yīng)管與三極管的性能比較 1．場效應(yīng)管的源極 s、柵極 g、漏極 d分別對應(yīng)于三極管的發(fā)射極 e、基極 b、集電極 c，它們的作用相似。 2．場效應(yīng)管是電壓控制電流器件，由 vGS控制 iD，其跨導(dǎo)gm一般較小，因此場效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由 iB控制 iC。 3．場效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。因此場效應(yīng)管柵極幾乎不取電流；而三極管工作時基極總要吸取一定的電流。 場效應(yīng)管與三極管的性能比較 4．場效應(yīng)管 ——多子參與導(dǎo)電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電；所以場效應(yīng)管比三極管的噪聲小，在低噪聲放大電路的輸入級應(yīng)選用場效應(yīng)管。 5．場效應(yīng)管源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大；而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時，其特性差異很大，b值將減小很多。 6．場效應(yīng)管制造工藝簡單，且具有功耗低等優(yōu)點；因而場效應(yīng)管易于集成，被廣泛用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。 D S G N 符號 結(jié)型場效應(yīng)管 一、結(jié)構(gòu) 圖 N 溝道結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖 N型溝道 N型硅棒 柵極 源極 漏極 P+ P+ P 型區(qū) 耗盡層(PN 結(jié) ) 在漏極和源極之間加上一個正向電壓 ， N 型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子電子可以導(dǎo)電 。 導(dǎo)電溝道是 N 型的 ，稱 N 溝道結(jié)型場效應(yīng)管 。 P 溝道場效應(yīng)管 圖 P溝道結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖 N+ N+ P型溝道 G S D P 溝道場效應(yīng)管是在 P 型硅棒的兩側(cè)做成高摻雜的 N 型區(qū) (N+)， 導(dǎo)電溝道為 P 型 ， 多數(shù)載流子為空穴 。 符號 G D S MOSFET符號 增強型 耗盡型 N溝道 G S D P溝道 G S D G S D G S D JFET符號 d g s d g s 耗盡型 場效應(yīng)管放大電路的三種組態(tài) 場效應(yīng)管放大電路 根據(jù)場效應(yīng)管在放大電路中的連接方式，場效應(yīng)管放大電路分為三種組態(tài)：共源極電路、共柵極電路和共漏極電路 共源極電路（對應(yīng)共射電路）： 柵極是輸入端，漏極是輸出端，源極是輸入輸出的公共電極。 共柵極電路（對應(yīng)共基電路） ： 源極是輸入端，漏極是輸出端，柵極是輸入輸出的公共電極。 共漏極電路（對應(yīng)共集電極電路） ： 柵極是輸入端，源極是輸出端，漏極是輸入輸出的公共電極。 場效應(yīng)管（ FET）放大電路 根據(jù)前面講的場效應(yīng)管的 結(jié)構(gòu) 和 工作原理 ，和雙極性三極管比較可知，場效應(yīng)管 具有放大作用 。 場效應(yīng)管的三個極和雙極性三極管的三個極存在著 對應(yīng)關(guān)系 即： ?G(柵極 )→ b(基極 ) ? S(源極 )→ e(發(fā)射極 ) ? D(漏極 )→c( 集電極 ) 所以根據(jù)雙極性三極管放大電路，可組成相應(yīng)的場效應(yīng)管放大電路。 ID G RD S B UDS UGS 輸 入 輸 出 共源組態(tài)： 輸入： GS 輸出： DS 場效應(yīng)管（ FET）放大電路的 三種工作組態(tài) 以 NMOS（ E）為例： G RD D B UDS UGS 輸 入 輸 出 共漏組態(tài)： 輸入： GD 輸出： SD ID G RD S B UDS 輸 入 輸 出 共柵組態(tài)： 輸入： SG 輸出： DG ID (1) 靜態(tài)：適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點，使場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，場效應(yīng)管的偏置電路相對簡單。 (2) 動態(tài)：能為交流信號提供通路。 場效應(yīng)管（ FET）放大電路的 組成原則： 靜態(tài)分析： 估算法、圖解法。 動態(tài)分析： 微變等效電路法。 場效應(yīng)管（ FET）放大電路的 分析方法： 但由于兩種放大器件 各自的特點 ，故不能將雙極性三極管放大電路的三極管簡單地用場效應(yīng)管取代，組成場效應(yīng)管放大電路。 雙極性三極管是 電流控制器件 ，組成放大電路時，應(yīng)給雙極性三極管 設(shè)置偏置偏流 。 而場效應(yīng)管是 電壓控制器件 ，故組成放大電路時，應(yīng)給場效應(yīng)管 設(shè)置偏置偏壓 ： 合適的柵極電壓（簡稱柵壓，為 Q點電壓） ， 保證放大電路具有合適的工作點，避免輸出波形產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性失真 。 靜態(tài)工作點與偏置電路 由于場效應(yīng)管種類較多，故采用的偏置電路，其 電壓極性 必須考慮。 以 N溝道為例： N溝道的結(jié)型場效應(yīng)管只能工作在 UGS0的區(qū)域，MOS管又分為耗盡型和增強型， 增強型工作在 UGS0，而耗盡型工作在 UGS0。 工程中常用的 FET放大電路的 偏置方式有兩種： ?自給偏壓電路 ?分壓式偏置電路 直流偏置電路 ：保證管子工作在飽和區(qū)，輸出信號不失真。 1. 直流偏置電路 （ 1）自 偏壓電路 vGS vGS = iDR 可見該電路的 直流偏壓是靠本身源極電阻 Rs上的壓降設(shè)置 的， 故名自給偏壓式電路 。另電路種 Cs對 Rs起交流旁路作用， Cs為源極旁路電容 。 如圖所示。因為在 FET的源極接入了 Rs，所以 即使 uGS=0，也有漏源電流 ID流過Rs，而柵極經(jīng) RG接地，UG=0V，故在靜態(tài)時負(fù)柵壓UGS=UGUS=0VIDRS。 vGS 柵極電阻 RG 的作用： (1)為柵偏壓提供通路 (2)瀉放柵極積累電荷 源極電阻 RS 的作用： 提供負(fù)柵偏壓 漏極電阻 RD 的作用： 把 iD 的變化變?yōu)? uDS 的變化 UGSQ = UGQ – USQ = – IDQRS )( SDDDDDS RRIUU ???vGS = iDR （ 2）分壓式自 偏壓電路 SGGS VVV ??RIVRR R DDDg2g1g2 ???這種直流偏置電路類同于 自舉式射極輸出器 的偏置電路。電源電壓 VDD經(jīng) RG RG2分壓后，經(jīng) RG3提供柵壓： )( 212GGDDGG RRVRU ?? 同時 ID在 Rs上也產(chǎn)生 直流壓降 Us=IDRs。因而 FET的柵 —源電壓為： vGS vGS = 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。 對于自給偏壓式 FET放大電路， 已知 VP ， 計算 Q點： VGS 、 ID 、 VDS。 vGS = 2PGSD S SD )1( VvIi ??VDS =VDD ID (Rd + R ) 由方程： iDR 可解出 Q點的 VGS 、 ID 、 VDS