【正文】 根據(jù)圖 下列方程 VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2) VGSQ= VG－ VS= VG－ IDQR IDQ= IDSS[1－ (VGSQ /VGS(off))]2 VDSQ= VDD－ IDQ(Rd+R) 于是 可以解出 VGSQ、 IDQ和 VDSQ。 對(duì)于采用場(chǎng)效應(yīng)三極管的共源基本放大電路，可以 與共射組態(tài)接法的基本放大電路相對(duì)應(yīng) ，只不過場(chǎng)效應(yīng)三極管是電壓控制電流源，即 VCCS。 解： DGS IU 10201 5 05050 ????2511 ?????? ?? GSDUI即 DGS IU 105 ??251 ?????? ?? GSDUI將 UGS代入 ID式得： 251051 ?????? ??? DDII 0494 2 ??? DD IImAI D ?VU GS ?????漏極對(duì)地電壓為： UD=UDD–IDRD=20– 10= 場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效電路 ),( DSGSD uufi ?求微分式 ： 定義： 與 BJT的 H 參數(shù)模型的建立過程相類同，將FET看作 是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò) ，如圖所示。IDUo （ 2）圖解法 以自給偏壓電路為例： )( SDDDDDS RRIUU ???由漏極回路寫出方程： 在輸出特性曲線上做出直流負(fù)載線 MN。電源電壓 VDD經(jīng) RG RG2分壓后，經(jīng) RG3提供柵壓： )( 212GGDDGG RRVRU ?? 同時(shí) ID在 Rs上也產(chǎn)生 直流壓降 Us=IDRs。 靜態(tài)工作點(diǎn)與偏置電路 由于場(chǎng)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。 場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)極和雙極性三極管的三個(gè)極存在著 對(duì)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(chǎng)效應(yīng)管放大電路。 6．場(chǎng)效應(yīng)管制造工藝簡(jiǎn)單，且具有功耗低等優(yōu)點(diǎn)；因而場(chǎng)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。 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(hào) P溝道耗盡型 MOS管符號(hào) 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(shí)，溝道變窄，溝道電阻變大， iD減小。 導(dǎo)電溝道增厚 溝道電阻減小 P N+ S G D N+ N溝道增強(qiáng)型 MOSFET的工作原理 GSvDSv– + + – (1) vGS對(duì)溝道的控制作用 , vDS=0 當(dāng) vGSVT時(shí)，電場(chǎng)增強(qiáng) 將 P襯底的電子吸引到表面，這些電子在柵極附近的 P襯底表面便形成一個(gè) N型薄層，稱為 反型層 形成導(dǎo)電溝道 出現(xiàn)反型層 且與兩個(gè) N+區(qū)相連通，在漏源極間形成 N型導(dǎo)電溝道 。絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管又稱為金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（ MOSFET）具有更高輸入電阻，可高達(dá) 1015 ?。 本章是本課程的難點(diǎn)，但不是本課程的重點(diǎn)。 場(chǎng)效應(yīng)管分類 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（ JFET） 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 （ MOSFET） 特點(diǎn) 單極型器件 (一種載流子導(dǎo)電 )； 輸入電阻高； （ ≥107～ 1015?） 工藝簡(jiǎn)單 、 易集成 、 功耗小 、 體積小 、噪聲低 、 成本低等 。 耗盡型 MOS管在 vGS=0時(shí)，已有導(dǎo)電溝道存在。 只有當(dāng) vGS≥VT時(shí)，方能形成溝道。 2．場(chǎng)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(chǎng)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。 P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管 圖 P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖 N+ N+ P型溝道 G S D P 溝道場(chǎng)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 。 場(chǎng)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。 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 。 vGS = 2PGSD S SD )1( VvIi ??VDS =VDD ID (Rd + R ) 由方程： iDR 可解出 Q點(diǎn)的 VGS 、 ID 、 VDS 2. Q點(diǎn)的確定 （ 1）估算法 2PGSD S SD )1( VvII ??VDS =VDDID(Rd+R) 可解出 Q點(diǎn)的 VGS 、 ID 、 VDS RIVRR RV DDDg2g1g2GS ???對(duì)于 分壓式自偏壓電路 FET放大電路， 已知 VP ，計(jì)算 Q點(diǎn)： VGS 、 ID 、 VDS。 自給偏壓放大電路， iD、 uGS還需滿足式 ： 作出該 直線段 OL： iD=uGS/Rs 由于該直線段的 斜率為 1/Rs，所以稱之為 源極負(fù)載線 （見圖中曲線②）。在輸出特性圖 上將上述兩點(diǎn)相連 得直流負(fù)載線 。 dsDgsmd urugi1?????????? ???PGSPD S Sm UUUIg 12PDSSm UIg 20 ????????????PGSmm UUgg 10很大， 可忽略。只要將微變等效電路畫出，就是一個(gè)解電路的問題了。 VCCS的電流源 還 并聯(lián)了一個(gè)輸出電阻 rds，在雙極型三極管的簡(jiǎn)化模型中，因輸出電阻很大視為開路，在此可暫時(shí)保留。然后計(jì)算 ，于是 ddsooo ///= RrIVR ???交流參數(shù)歸納如下 ① 電壓放大倍數(shù) Lmio 39。式中 LLdsL ////// RRRRrR ??? vA? 為正，表示輸入與輸出同相，當(dāng) g m R39。39。gRgrRIVR ?????③ 輸出電阻 ② 輸入電阻 Ri=Rg+(Rg1//Rg2) 共柵組態(tài)基本放大電路 共柵組態(tài) 放大電路如圖 ，其微變等效電路 如圖 。 設(shè)： UGUGS 則： UG?US 而： IG=0 所以： UDD=20V uo RS ui CS C2 C1 R1 RD RG R2 RL 150k 50k 1M 10k 10k G D S 10k V5212 ???? DDG URRRU ???SGSSD RURUIV10)( ????? DSDDDDS RRIUUuo UDD=20V RS ui CS C2 C1 R1 RD RG R2 RL 150k 50k 1M 10k 10k G D S 10k 二、動(dòng)態(tài)分析 s g R2 R1 RG RL39。 例 4: 增強(qiáng)型 MOS管和耗盡型 MOS管的 主要區(qū)別 是什么 ?增強(qiáng)型的場(chǎng)效應(yīng)管能否用自給偏壓的 方法的靜態(tài)工作點(diǎn)？ 答： 增強(qiáng)型 MOS 管的導(dǎo)電溝道是在 VGS 增大到開啟電壓 VT 才接通，即 有一定的柵源電壓之后，才有漏極電流