場(chǎng)效應(yīng)管放大電路ppt課件(已修改)
2025-01-24 10:38 本頁(yè)面
【正文】 2022年 2月 9日星期三 第四章 1 4 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 引 言 2022年 2月 9日星期三 第四章 2 ?場(chǎng)效應(yīng)管 (FET)的特點(diǎn)： 體積小、重量輕、耗電省、壽命長(zhǎng)；輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)性好、抗輻射能力強(qiáng)、制造工藝簡(jiǎn)單。 ?主要用途：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。 ?分 類：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 (JFET)、金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 2022年 2月 9日星期三 第四章 3 ?特點(diǎn)：只有一種載流子參與導(dǎo)電 (電子或空穴 )。 ?本節(jié)要掌握的主要內(nèi)容： ?了解 FET的結(jié)構(gòu)、基本工作原理、特性曲線、主要參數(shù)、基本放大原理。 2022年 2月 9日星期三 第四章 4 JFET ? JFET的結(jié)構(gòu)和工作原理 ? 1. 結(jié)構(gòu) ? N溝道 JFET的結(jié)構(gòu)示意圖如 圖 (a)所示。圖 (b)為其電路符號(hào)， 圖 (c)為實(shí)際的 N溝道 JFET的結(jié)構(gòu)剖面圖。 ? P溝道 JFET的結(jié)構(gòu)示意圖如 圖 。 2022年 2月 9日星期三 第四章 5 2022年 2月 9日星期三 第四章 6 2022年 2月 9日星期三 第四章 7 2022年 2月 9日星期三 第四章 8 2. 工作原理 ? 以 N溝道 JFET為例，分析 JFET的工作原理。 ? N溝道 JFET 工作時(shí)， vGS0，使兩 PNJ反偏，柵流 iG≈0， FET呈 現(xiàn)高達(dá) 107Ω以上的高輸入電阻。 vDS0,使 N溝道中的多數(shù)載流子 (電子 )在電場(chǎng)的作用下，由源極向漏極運(yùn)動(dòng)，形成iD， iD 的大小受 vGS的控制。 2022年 2月 9日星期三 第四章 9 ?因此，討論 JFET的工作原理就是討論 vGS對(duì) iD的控制作用和 vDS對(duì) iD的影響。 ? (1) vGS對(duì) iD的控制作用 ? 如圖 。 ? a. vDS＝ 0， 導(dǎo)電溝道不變，如 圖 。 ? vGS由零向負(fù)值增大時(shí)，在反偏電壓vGS作用下，兩個(gè) PN結(jié)的耗盡層 (即耗盡區(qū) )將加寬，使導(dǎo)電溝道變窄，溝道電阻增大，如圖 。 ［轉(zhuǎn) 11］ 2022年 2月 9日星期三 第四章 10 2022年 2月 9日星期三 第四章 11 ? c. 當(dāng) vGS的絕對(duì)值進(jìn)一步增大到某一定值 時(shí)，兩側(cè)耗盡層將在中間合攏，溝道全部被夾斷，如 圖 。 ?此時(shí)漏源極間的電阻將趨于無(wú)窮大，相應(yīng)的柵源電壓稱為夾斷電壓 VP（也有的用 vGS（ off） 表示的）。 PV［轉(zhuǎn) 13］ 2022年 2月 9日星期三 第四章 12 2022年 2月 9日星期三 第四章 13 ? 上述分析表明：改變 vGS的大小，可以有效的控制溝道電阻 (寬度 )的大小。如果在漏源之間加上固定正向電壓vDS，即可控制由漏極流向源極的電流 iD的大小。 2022年 2月 9日星期三 第四章 14 ? (2) vDS對(duì) iD的 影響 ?如圖 。 ? a. 當(dāng) vDS =0時(shí)，溝道如圖 ，并有iD =0，這是容易理解的。 ? b. 但隨著 vDS 逐漸增加，由于 溝道 自漏到源存在著 電位梯度 ，耗盡層也愈向 N型半導(dǎo)體中心擴(kuò)展，使靠近漏極處的導(dǎo)電溝道比靠近源極要窄，導(dǎo)電溝道呈楔形，如圖 所示。 ［轉(zhuǎn) 17］ 2022年 2月 9日星期三 第四章 15 2022年 2月 9日星期三 第四章 16 ［轉(zhuǎn) 20］ ［轉(zhuǎn) 21］ 2022年 2月 9日星期三 第四章 17 ?另外，增加 vDS，雖然產(chǎn)生了阻礙漏極電流 iD提高的因素。但在 vDS較小時(shí)，導(dǎo)電溝道靠近漏端區(qū)域仍較寬，這時(shí)阻礙的因素是次要的，故 iD隨 vDS 升高幾乎成正比地增大，構(gòu)成如圖 (圖 FET的輸出特性，其定義見 )的上升段。 ［轉(zhuǎn) 19］ 2022年 2月 9日星期三 第四章 18 ［轉(zhuǎn) 19］ 2022年 2月 9日星期三 第四章 19 ? c. 當(dāng) vDS繼續(xù)增加，使漏柵間的電位差加大，靠近漏端電位差最大，耗盡層也最寬。當(dāng)兩耗盡層在 A點(diǎn)相遇時(shí) (圖 )，稱為預(yù)夾斷，此時(shí)， A點(diǎn)耗盡層兩邊的電位差用夾斷電壓VP來(lái)描述。由于 vGS=0，故有 vGD＝ － vDS＝VP。 ?當(dāng) vGS ≠0時(shí)，在預(yù)夾斷點(diǎn) A處 VP與 vGS、 vDS之間有如下關(guān)系： vGD = vGS vDS＝ VP () 2022年 2月 9日星期三 第四章 20 ?圖 ，對(duì)應(yīng)于圖 iD達(dá)到了飽和漏極電流 IDSS， IDSS下標(biāo)中的第二個(gè) S表示柵源極間短路的意思。 ? d. 溝道一旦在 A點(diǎn)預(yù)夾斷后，隨著 vDS上升，夾斷長(zhǎng)度會(huì)略有增加，亦即自
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