山东理工模拟电子第3章概要.ppt

(2) 图解法 VDD IDQ UDSQ Q 利用式 uDS = VDD - iDRD 画出直流负载线。 图中 IDQ、UDSQ 即为静态值。 UGSQ = VGG 第三十一页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 +VDD RS CS C2 C1 RD RG + T + _ + _ ui uo IS + _ UGS 例1：已知VDD =20V、RD=3k?、 RS=1k?、 RG=500k?、UGS(off)= –4V、IDSS=8mA， 确定静态工作点。 解：用估算法 UGSQ = – IDQRS UDSQ= VDD – IDQ(RD + RS )= 12 V 解出UGSQ1 = –2V、UGSQ2 = –8V、IDQ1=2mA、IDQ2=8mA UGSQ2 <UGS(off) 故舍去 ，Q点为UGSQ = –2V，IDQ=2mA ID g d s 第三十二页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 如果输入正弦信号，则可用相量代替上式中的变量。 由于没有栅极电流，所以栅源是悬空的。 几百千欧 + + — — g d s s g — + uGS + — uDS d 2、动态分析 (1) 场效应管微变等效电路 第三十三页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 动态参数 gm 和 rds ①根据定义通过在特性曲线上作图方法中求得。 ②用求导的方法计算 gm 在 Q 点附近，可用 IDQ 表示上式中 iD，则 　一般 gm 约为 0.1 至 20 mS。 rds 为几百千欧的数量级。当 RD 比 rds 小得多时，可认为等效电路的 rDS 开路。 第三十四页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 第三章 场效应管及其放大电路 第3章 场效应管及其放大电路 3.1 结型场效应管 3.2 绝缘栅型场效应管 3.3 场效应管的主要参数及特点 3.4 场效应管放大电路 第一页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 场效应三极管（Field Effect Transistor, FET）简称场效应管，是利用电场效应来控制电流的，只有一种载流子（多数载流子）参与导电，也称单极型三极管，是一种电压控制器件。 场效应管分类 结型场效应管 绝缘栅场效应管 特点 单极型器件(一种载流子导电)； 输入电阻高； 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。 第二页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 D S G N 符号 N型沟道 N型硅棒 栅极 源极 漏极 P+ P+ P 型区 耗尽层(PN 结) 　　在漏极和源极之间加上一个正向电压，N 型半导体中多数载流子电子可以导电。 3.1.1 结型场效应管的结构 N 沟道结型场效应管 3.1 结型场效应管(JFET) 第三页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 N 沟道结型场效应管用改变 uGS 大小来控制漏极电流 iD 的。 G D S N N型沟道 栅极 源极 漏极 P+ P+ 耗尽层 　　*在栅极和源极之间加反向电压，耗尽层会变宽，导电沟道宽度减小，使沟道本身的电阻值增大，漏极电流 iD 减小，反之，漏极 iD 电流将增加。 *耗尽层的宽度改变主要在沟道区。 3.1.2 结型场效应管的工作原理 第四页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 1. uGS对iD的影响：设uDS = 0，在栅源之间加负电源 VGG，改变 VGG 大小，观察耗尽层的变化。 iD = 0 g d S N型沟道 P+ P+ (a) uGS = 0 uGS = 0 时，耗尽层比较窄，导电沟比较宽 uGS 由零逐渐增大，耗尽层逐渐加宽，导电沟相应变窄。 当uGS=UGS(off),耗尽层合拢，导电沟被夹断,夹断电压UGS(off)为负值 (b)UGS(off) < uGS < 0 iD = 0 g d S P+ P+ N型沟道 VGG (c) uGS=UGS(off) iD = 0 g d S P+ P+ VGG 特性曲线 第五页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 2. uDS对iD的影响：在漏源极间加正向 VDD，使 uDS > 0，在栅源间加负电源VGG，观察 uGS 变化时耗尽层和漏极 iD。 G D S N iS iD P+ P+ VDD VGG (b) uDS 较小，uGD>UGS(off) VDD G D S N iS iD P+ P+ VGG (a) UGS(off) < uGS < 0，uDS = 0 第六页，编辑于星期一：二十三点 二十八分。 (1) 改变 uGS ，改变了 PN 结中电场，控制了 iD ，故称场效应管； (2)结型场效应管栅源之间加反向偏置电压，使 PN 反偏，栅极基本不取电流，因此，场效应管输入电阻很高。 VDD G D