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1、15.9 15.9 场效晶体管及其放大电路场效晶体管及其放大电路普通晶体管是普通晶体管是电流控制电流控制元件，通过控制基极电流达元件，通过控制基极电流达到控制集电极电流的目的。由于信号源必须提供一到控制集电极电流的目的。由于信号源必须提供一定的电流才能工作，因此它的输入电阻较低，仅有定的电流才能工作，因此它的输入电阻较低，仅有10102 210104 4。场效应管则是场效应管则是电压控制电压控制元件，它的输出电流取决于元件，它的输出电流取决于端电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所端电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的输入电阻很高，可高达以它的输入电阻很高，可高达10109 9
2、 10 101414。场效应管场效应管结型场效应管结型场效应管绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管GDSN+N+P绝缘栅场效应绝缘栅场效应管的分类管的分类增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道源极：源极：S漏极：漏极：D栅极：栅极：G1、增强型绝缘栅场效应管、增强型绝缘栅场效应管GDS15.9.1 15.9.1 绝缘栅场效晶体管绝缘栅场效晶体管GDSN+N+PUGSN N沟道增强型绝缘栅场效应管沟道增强型绝缘栅场效应管导电沟道的形成导电沟道的形成GDSN+N+PEGN N沟道增强型绝缘栅场效应管的导通沟道增强型绝缘栅场效应管的导通EDID开启电压开启电压U UGSGS（tht
3、h）在在一一定定的的漏漏源源电电压压U UDSDS下下，使使场场效效应应管管由由不不导导通通变变为为导导通通的的临临界界栅栅源源电电压压，称称为开启电压。为开启电压。无无沟沟道道有沟道有沟道UDS=常数常数UGS(V)ID (mA)0转移特性曲线转移特性曲线漏极特性曲线漏极特性曲线(也叫输出特性曲线也叫输出特性曲线)N沟道增强型场效应管的特性曲线沟道增强型场效应管的特性曲线UGS=1V2V3V4VID (mA)UDS(V)0（输输入入电电压压对对输输出出电电流流的的控制特性）控制特性）GDSNP+P+GDSP P沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及表示符号：沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及表示符号
4、：2 2、耗尽型绝缘栅场效应管、耗尽型绝缘栅场效应管GDSN+N+PN N沟道耗尽型绝缘栅管的结构沟道耗尽型绝缘栅管的结构GDS对应的符号对应的符号增增强强型型绝绝缘缘栅栅场场效效应应管管在在加加电电压压后后才才能能生生成成沟沟道道，而而耗耗尽尽型型场场效效应应管管是是有有原原始沟道存在的。始沟道存在的。若若在在场场效效应应管管加加上上栅栅源源电电压压U UGSGS，则则原原始始沟沟道道的的大大小小将将受受该该电电压压的的控控制制，即即漏漏源源之之间间的的导导电电能能力力受受栅栅源电压源电压U UGSGS控制。控制。耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线转移特性曲线转移特
5、性曲线UGS(V)UDS=常数常数ID (mA)0IDSS-1-2-3124812漏极特性曲线漏极特性曲线ID (mA)UDS(V)01-2-1UGS=0V转移特性方程：转移特性方程：场效应管的主要参数：场效应管的主要参数：开启电压：开启电压：U UGS(th)GS(th)夹断电压：夹断电压：U UGS(off)GS(off)饱和漏源电流：饱和漏源电流：I IDSSDSS跨导：跨导：g gm mgm=漏源击穿电压：漏源击穿电压：U UDS(BR)DS(BR)栅源击穿电压：栅源击穿电压：U UGS(BR)GS(BR)使使用用绝绝缘缘栅栅场场效效应应管管时时，要要注注意意选选择择适适当当的的参参数
6、数，不不要要超极限使用。超极限使用。特特别别要要注注意意：在在保保存存及及安安装装时时，应应使使三三个个电电极极保保持持短短路路；焊焊接接烙烙铁铁须须接接地地良良好。好。双极型晶体管双极型晶体管场效应管场效应管载流子载流子两种载流子同时参与两种载流子同时参与导电故称为双极型晶导电故称为双极型晶体管体管只有一种载流子参与导只有一种载流子参与导电故称为单极型晶体管电故称为单极型晶体管控制方式控制方式电流控制电流控制电压控制电压控制类型类型NPN型和型和PNP型型N沟道和沟道和P沟道沟道放大参数放大参数20-100gm=1-5mA/V输入电阻输入电阻rce=102-104 rds=107-1014
7、输出电阻输出电阻很高很高很高很高热稳定性热稳定性差差好好制造工艺制造工艺较复杂较复杂简单、成本低简单、成本低对应极对应极基极基极发射极发射极集电极集电极栅极栅极源极源极漏极漏极场效应管和双极型晶体管的比较场效应管和双极型晶体管的比较15.9.2 15.9.2 场效晶体管放大电路场效晶体管放大电路 场效晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，场效晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，场效晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，场效晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放常用于多级
8、放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。大电路。大电路。大电路。场效晶体管的源极、漏极、栅极相当于双极型场效晶体管的源极、漏极、栅极相当于双极型场效晶体管的源极、漏极、栅极相当于双极型场效晶体管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管的发射极、集电极、基极。晶体管的发射极、集电极、基极。晶体管的发射极、集电极、基极。晶体管的发射极、集电极、基极。场效晶体管的共源极放大电路和源极输出器与场效晶体管的共源极放大电路和源极输出器与场效晶体管的共源极放大电路和源极输出器与场效晶体管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在双极型
9、晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。结构上也相类似。结构上也相类似。结构上也相类似。场效晶体管放大电路的分析与双极型晶体管放场效晶体管放大电路的分析与双极型晶体管放场效晶体管放大电路的分析与双极型晶体管放场效晶体管放大电路的分析与双极型晶体管放大电路一样，包括静态分析和动态分析。大电路一样，包括静态分析和动态分析。大电路一样，包括静态分析和动态分析。大电路一样，包括静态分析和动态分析。二、二、场效应管放大电路场效应管放大电路1、自给偏压、自给偏压 偏置电路偏置电路静态值：静态值：RS：源极电阻；：源极电阻；CS：源极旁路电容；：源极
10、旁路电容；RG：栅极电阻；：栅极电阻；RD：漏极电阻；：漏极电阻；C1、C1：耦合电容；：耦合电容；uiCSC1RD+RSRG+UDDC2+u0只适用于只适用于N沟道沟道耗尽型耗尽型绝缘栅场效晶体管绝缘栅场效晶体管2、分压式偏置电路、分压式偏置电路uiCSC1RDRG1+RSRG2+UccC3+RG求：静态值、电压放大倍数求：静态值、电压放大倍数载载电电阻阻RL=10k。所所用用场场效效应应管管为为N沟沟道道耗耗尽尽型型，IDSS =0.9mA，UGS(off)=4V，gm=1.5mA/V。例例已已 知知 UDD=20V，RG=10k，RS=10k，RG1=200k，RG2=51k，RG=1M
11、 ，输出端接有负，输出端接有负解解由直流偏置电路，由直流偏置电路，及及uiCSC1RDRG1+RSRG2+UccC3+RG接接有有负负载载电电阻阻RL=10k。所所用用场场效效应应管管为为N沟沟道道耗耗尽型尽型，IDSS=0.9mA，UGS(off)=4V，gm=1.5mA/V。例例已已 知知 UDD=20V，RG=10k，RS=10k，RG1=200k，RG2=51k，RG=1M ，输出端，输出端解之得解之得2、分压式偏置电路、分压式偏置电路输入电阻：输入电阻：uiRGu0RG2RG1RL交流通路交流通路输出电阻：输出电阻：输出电压：输出电压：场效应管等效电路：场效应管等效电路：电压放大倍数：电压放大倍数：动态分析动态分析当源极的上部分电阻未被旁路时当源极的上部分电阻未被旁路时uiRSRGu0RG2RG1RLGS故电压放大倍数：故电压放大倍数：3.源极输出器源极输出器电压放大倍数电压放大倍数特点与晶体管的特点与晶体管的特点与晶体管的特点与晶体管的射极输出器一样射极输出器一样射极输出器一样射极输出器一样uiC1RG1+RSRG2+UDDC2+RGu0T作业作业 P90 15.9.1
场效晶体管及其放大电路优秀课件
