03C309第3章场效应管及其放大电路3.13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场效应管放大电路模拟电子技术
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
第三章场效应管及其放大电路场效应三极管（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。结型场效应管场效应管分类绝缘栅场效应管单极型器件（一种载流子导电）：输入电阻高；特点工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低
第三章 场效应管及其放大电路 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
第三章场效应管及其放大电路3.1结型场效应管(JFET)3.1.1结型场效应管的结构N沟道结型场效应管符号0漏极D耗尽层(PN结）OP型区gOS栅极N型沟道PtGD0在漏极和源极之间加上一个正向电压，N型半N导体中多数载流子电子可以导电。N型硅棒os源极
第三章 场效应管及其放大电路 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)
第三章场效应管及其放大电路3.1.2结型场效应管的工作原理结型场效应管用改变ucs大小来控制漏极电流i的。Do漏极福在栅极和源极之间耗尽层加反向电压，耗尽层会变宽，导电沟道宽度减小，栅极N使沟道本身的电阻值增大型沟道PPG o漏极电流 i减小，反之，漏极i电流将增加。N*耗尽层的宽度改变主要在沟道区。源极os
第三章 场效应管及其放大电路 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
第三章场效应管及其放大电路1.uGs对ip的影响：设ups =0，在栅源之间加负电源VGG，改变VGG大小，观察耗尽层的变化，i=0ducs <0gucs=Ucs(off)ucs = 01
第三章 场效应管及其放大电路 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。 d s N iD P+ VGG P + g uGS=UGS(off) uGS = 0 uGS < 0 =0
第三章场效应管及其放大电路1.uGs对ip的影响：设ups =0，在栅源之间加负电源VGG，改变VGG大小，观察耗尽层的变化。转移特性ucs = 0 时，耗uGs 由零逐渐增大，当 ucs=Ucs(ofm,耗尽层尽层比较窄，合拢，导电沟被夹断耗尽层逐渐加宽，导导电沟比较宽夹断电压Ucs(ofn为负值电沟相应变窄。dip=0d=0ip=0Zggg型沟道S无VcG光VcG(a) ucs = 0(c) UGs=Ucs(off)(b) UGS(ofm) <ucs < 0
第三章 场效应管及其放大电路 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 转移特性
第三章场效应管及其放大电路2.Ups对ip的影响：在漏源极间加正向 Vpp，使 ups>0,在栅源间加负电源VGG，观察ups变化时耗尽层和漏极ip。uGs取定值Ups= 0UGS(of) UGS(of)可变电阻区VDDgUGD= UGS(of)美工预夹断UGD < UGs(of)GGS恒流区iS输出特性
第三章 场效应管及其放大电路 恒流区 预夹断 可变电阻区 d s N iS iD P+ VGG P + 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 uDS 变化时耗尽层和漏极 iD。 g VDD UGS(off) UGS(off) 输出特性 uGS取定值
第三章场效应管及其放大电路2.ups对ip的影响：在漏源极间加正向 Vpp，使 ups>0,在栅源间加负电源VGG，观察ups变化时耗尽层和漏极ip。(b)D(a)DDDDGGSGGvisisups 较小, Ucp>UGs(of)UGs(of)<ucs<0,us=0
第三章 场效应管及其放大电路 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 uDS 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
第三章场效应管及其放大电路(d)D10(c)liDVpDVpD差?GGGGisisUGD= UGs(of) ，预夹断特性曲线UGD < UGS(of)(1）改变ucs，改变了PN结中电场，控制了ip，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
第三章 场效应管及其放大电路 (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。 G VDD D S N iS iD P + P + VGG (d) uGD= UGS(off) ，预夹断 uGD < UGS(off) VDD G D S N iS iD P + P + VGG (c) 特性曲线
第三章场效应管及其放大电路3.1.3结型场效应管的特性曲线1.转移特性(N沟道结型场效应管为例）ibip = f(ucs) Ups=常数IpssUGSip = Ipss (1-UGs(off)（当UGs(of)≤ucs ≤ 0时)O uGsUcs(off)饱和漏极电流Ipss(uGs=0时的Ip)两个重要参数夹断电压UGS(of) (Ip=0 时的 ucs)uGs=0，ID最大；uGs愈负，Ip愈小；uGs=UGSofm),Ip～0。U
第三章 场效应管及其放大电路 1. 转移特性(N 沟道结型场效应管为例) i D = f (uG S ) UDS =常数 O uGS iD IDSS UGS(off) uGS = 0 ，ID 最大；uGS 愈负，ID 愈小；uGS = UGS(off)， ID 0。 两个重要参数 饱和漏极电流 IDSS(uGS = 0 时的 ID) 夹断电压 UGS(off) (ID = 0 时的 uGS) 3.1.3 结型场效应管的特性曲线 （当 UGS(off) uG S 0 时） 2 GS(off) G S D DSS (1 ) U u i = I −