模擬電子技術(shù)場效應(yīng)管放大器與功率電子電路(已修改)
2025-01-31 08:20 本頁面
【正文】 第三章 場效應(yīng)管放大器 第三章 場效應(yīng)管放大器 ? 絕緣柵場效應(yīng)管 ? 結(jié)型場效應(yīng)管 場效應(yīng)管放大電路 ? 效應(yīng)管放大器的靜態(tài)偏置 ? 效應(yīng)管放大器的交流小信號模型 ? 效應(yīng)管放大電路 場效應(yīng)管 概 述 乙類互補對稱功率放大電路 甲乙類互補對稱功率放大電路 * 集成功率放大器 ? 甲乙類雙電源互補對稱電路 ? 甲乙類單電源互補對稱電路 場效應(yīng)管 BJT是一種電流控制元件 (iB~ iC)， 工作時 ， 多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運行 ， 所以被稱為雙極型器件 。 場效應(yīng)管 （ Field Effect Transistor簡稱 FET） 是一種電壓控制器件 (uGS~ iD) ， 工作時 ， 只有一種載流子參與導(dǎo)電 ， 因此它是單極型器件 。 FET因其制造工藝簡單 ， 功耗小 ， 溫度特性好 ， 輸入電阻極高等優(yōu)點 ， 得到了廣泛應(yīng)用 。 FET分類： 絕緣柵場效應(yīng)管 結(jié)型場效應(yīng)管 增強型 耗盡型 N溝道 P溝道 N溝道 P溝道 N溝道 P溝道 一 . 絕緣柵場效應(yīng)管 絕緣柵型場效應(yīng)管 ( Metal Oxide Semiconductor FET)，簡稱 MOSFET。 分為： 增強型 ? N溝道、 P溝道 耗盡型 ? N溝道、 P溝道 MOS管 （ 1） 結(jié)構(gòu) 4個電極：漏極 D， 源極 S，柵極 G和 襯底 B。 gsdb符號： N+ +NP 襯底s g db源極 柵極 漏極襯底 當 uGS＞ 0V時 →縱向電場 →將靠近柵極下方的空穴向下排斥 →耗盡層。 （ 2）工作原理 當 uGS=0V時，漏源之間相當兩個背靠背的 二極管，在d、 s之間加上電壓也不會形成電流，即管子截止。 再增加 uGS→縱向電場 ↑ →將 P區(qū)少子電子聚集到 P區(qū)表面 →形成導(dǎo)電溝道，如果此時加有漏源電壓，就可以形成漏極電流 id。 ① 柵源電壓 uGS的控制作用 P 襯底sgN+bdVDD二氧化硅+Ns二氧化硅P 襯底gDDV+Nd+bNVGGid 定義： 開啟電壓（ UT） —— 剛剛產(chǎn)生溝道所需的 柵源電壓 UGS。 N溝道增強型 MOS管的基本特性： uGS ＜ UT，管子截止， uGS ＞ UT，管子導(dǎo)通。 uGS 越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓 uDS作用下，漏極電流 ID越大。 ② 轉(zhuǎn)移特性曲線 ： iD=f(uGS)?uDS=const 可根據(jù)輸出特性曲線作出 移特性曲線 。 例：作 uDS=10V的一條 轉(zhuǎn)移特性曲線： i( m A )DGS = 6Vuu= 5VGS= 4VuGSu= 3VGSuDS ( V )Di( m A )10 V12341432( V )uGS2 4 6UT 一個重要參數(shù) —— 跨導(dǎo) gm： gm=?iD/?uGS? uDS=const (單位 mS) gm的大小反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。 在轉(zhuǎn)移特性曲線上， gm為的曲線的斜率。 在輸出特性曲線上也可求出 gm。 1( m A )DSu= 6V= 3VuuGS ( V )1D624i43= 5V( m A )243iDGS210 V( V )△u GSi△DGSu△iD MOSFET 特點： 當 uGS=0時，就有溝道，加入 uDS， 就有 iD。 當 uGS＞ 0時，溝道增寬，iD進一步增加。 當 uGS＜ 0時，溝道變窄，iD減小。 在柵極下方的 SiO2層中摻入了大量的金屬正離子。所以當uGS=0時，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。 定義： 夾斷電壓（ UP） —— 溝道剛剛消失所需的柵源電壓 uGS。 g 漏極s+N襯底P 襯底源極 d柵極bN++++ ++++++ + + sbgd P溝道耗盡型 MOSFET P溝道 MOSFET的工作原理與 N溝道 MOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有 NPN型和 PNP型一樣。 4. MOS管的主要參數(shù) （ 1）開啟電壓 UT （ 2）夾斷電壓 UP （ 3）跨導(dǎo) gm ： gm=?iD/?uGS? uDS=const （ 4）直流輸入電阻 RGS —— 柵源間的等效電阻。由于 MOS管 柵源間有 sio2絕緣層，輸入電阻可達 109～ 1015。 二 . 結(jié)型場效應(yīng)管 1. 結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)（以 N溝為例）： 兩個 PN結(jié)夾著一個 N型溝道。三個電極： g：柵極 d：漏極
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