【正文】 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 各種放大器件電路性能比較 N溝道 P溝道 增強(qiáng)型 耗盡型 N溝道 P溝道 N溝道 P溝道 （耗盡型） FET 場(chǎng)效應(yīng)管 JFET 結(jié)型 MOSFET 絕緣柵型 (IGFET) 分類： 增強(qiáng)型 ：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，沒(méi)有導(dǎo)電溝道 耗盡型 ：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，就有導(dǎo)電溝道存在 場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極（ s） 、柵極（ g）、漏極（ d），對(duì)應(yīng)于晶體管的 e、 b、 c；有 三個(gè)工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對(duì)應(yīng)于 晶體 管的截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)。 單極型管 ∶ 噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)、低電壓工作、耗電損，輸入回路的內(nèi)阻高達(dá) 107～ 1012Ω 場(chǎng)效應(yīng)管 是利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件。它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱為單極型晶體管 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 ? 結(jié)構(gòu) ? 工作原理 ? 輸出特性 ? 轉(zhuǎn)移特性 ? 主要參數(shù) JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理 JFET的特性曲線及參數(shù) JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理 1. 結(jié)構(gòu) 源極 ， 用 S或 s表示 N型導(dǎo)電溝道 漏極 ， 用D或 d表示 P型區(qū) 型區(qū) 柵極 ， 用 G或 g表示 柵極 ， 用或 表示符號(hào) JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理 效應(yīng)管工作原理 1. 結(jié)構(gòu) 符號(hào)中的箭頭方向表示什么？ 2. 工作原理 ① VGS對(duì)溝道的控制作用 當(dāng) VGS＜ 0時(shí) （以 N溝道 JFET為例） 當(dāng)溝道夾斷時(shí)，對(duì)應(yīng)的柵源電壓 VGS稱為 夾斷電壓 VP （ 或 VGS(off) ）。 對(duì)于 N溝道的 JFET， VP 0。 PN結(jié)反偏 耗盡層加厚 溝道變窄。 ? ? VGS繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄 效應(yīng)管工作原理 ② VDS對(duì)溝道的控制作用 當(dāng) VGS=0時(shí)， VDS? ? ID ? G、 D間 PN結(jié)的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從上至下呈楔形分布。 當(dāng) VDS增加到使 VGD=VP 時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。 此時(shí) VDS ? 夾斷區(qū)延長(zhǎng) ? 溝道電阻 ? ? ID基本不變 ? 2. 工作原理 （以 N溝道 JFET為例） 效應(yīng)管工作原理 ③ VGS和 VDS同時(shí)作用時(shí) 導(dǎo)電溝道更容易夾斷， 對(duì)于同樣的 VDS ， ID的值比 VGS=0時(shí)的值要小。 在預(yù)夾斷處 VGD=VGSVDS =VP 當(dāng) VP VGS0 時(shí)， 2. 工作原理 效應(yīng)管工作原理 若 uDS繼續(xù)增大，夾斷區(qū)加長(zhǎng)，導(dǎo)致 iD減??；另一方面， uDS增大使 DS間的電場(chǎng)增強(qiáng)，導(dǎo)致 iD增大，兩種趨勢(shì)相抵消。 uDS的增大，幾乎全部用來(lái)克服溝道的電阻， iD幾乎不變，進(jìn)入恒流區(qū)， iD幾乎僅僅決定于 uGS。 綜上分析可知 ? 溝道中只有一種類型的多數(shù)載流子參與導(dǎo)電， 所以場(chǎng)效應(yīng)管也稱為單極型三極管 。 ? JFET是電壓控制電流器件， iD受 vGS控制 ? 預(yù)夾斷前 iD與 vDS呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷后， iD趨于飽和。 為什么 JFET的輸入電阻比 BJT高得多？ ? JFET柵極與溝道間的 PN結(jié)是反向偏置的，因 此 iG?0，輸入電阻很高。 效應(yīng)管工作原理 JFET有正常放大作用時(shí)，溝道處于什么狀態(tài)？ JFET的特性曲線及參數(shù) c o n s GS)( ?? vvfi2. 轉(zhuǎn)移特性 c o n s DS)( ?? vvfi)0()1( GSP2PGSD S SD ???? vVVvIiVP 1. 輸出特性 IDSS是uGS=0情況下 ， 產(chǎn)生預(yù)夾斷時(shí)的 ID，為飽和漏極電流 效應(yīng)管工作原理 可變電阻區(qū) 飽和區(qū) 截止區(qū) 當(dāng) uGS＜ VP 時(shí) ，溝道完全夾斷， ID=0，為截止工作狀態(tài) 2)1(PGSD S SD VuIi ??)( PGSDS Vuu ??對(duì)于 N溝道 JFET管的輸出特性，可分為三個(gè)區(qū)： 0?GSuPV ﹤ PGS Vu ?DSu ﹥ 0?GSuPV ﹤ 效應(yīng)管工作原理 ① 夾斷電壓 VP (或 VGS(off))： ② 飽和漏極電流 IDSS： ③ 低頻跨導(dǎo) gm： DSGSDm Vvig???時(shí)）（當(dāng) ?????????? 0)1(2GSPPPGSD S Sm ????? vVVVvIg或 3. 主要參數(shù) 漏極電流約為零時(shí)的 VGS值 。 VGS=0時(shí)對(duì)應(yīng)的漏極電流。 低頻跨導(dǎo)反映了 vGS對(duì) iD的控制作用。 gm可以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求得，單位是 mS(毫西門子 )。 ④ 輸出電阻 rd： GSDDSd Vivr???效應(yīng)管工作原理 3. 主要參數(shù) ⑤ 直流輸入電阻 RGS： 對(duì)于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管， 反偏 時(shí) RGS約大于 107Ω。 ⑧ 最大漏極功耗 PDM： PDM=VDSiD, JFET的耗散功率不能超過(guò) PDM ⑥ 最大漏源電壓 V(BR)DS: 發(fā)生雪崩擊穿、 iD急劇上升的 VDS ⑦ 最大柵源電壓 V(BR)GS： 指輸入 PN結(jié)反向電流開(kāi)始急劇增加時(shí)的 VGS 效應(yīng)管工作原理 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的缺點(diǎn)： 1. 柵源極間的電阻雖然可達(dá) 107以上，但在某些場(chǎng)合仍嫌不夠高。 3. 柵源極間的 PN結(jié)加正向電壓時(shí)，將出現(xiàn)較大的柵極電流。 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管可以很好地解決這些問(wèn)題。 2. 在高溫下， PN結(jié)的反向電流增大，柵源極間的電阻會(huì)顯著下降。 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理 結(jié)構(gòu)和電路符號(hào) P N N G S D P型基底 兩個(gè) N區(qū) SiO2絕緣層 導(dǎo)電溝道 金屬鋁 G S D N溝道增強(qiáng)型 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 MOS管的工作原理 以 N 溝道增強(qiáng)型為例 P N N G S D UDS UGS UGS=0時(shí) ID=0 對(duì)應(yīng)截止區(qū) 增強(qiáng)型 MOS管在零偏時(shí)不導(dǎo)電 MOS場(chǎng)效應(yīng)管工作原理 漏極與襯底間的 PN結(jié)反偏，源漏間無(wú)電流通過(guò) P N N G S