模电第五章场效应管
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模电第五章答案解析
【例5-1】电路如图 (a)、(b)所示。
（1）判断图示电路的反馈极性及类型；（2）求出反馈电路的反馈系数。
图(a) 图(b)【相关知识】负反馈及负反馈放大电路。
【解题思路】（1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。
（2）根据反馈网络求电路的反馈系数。
【解题过程】（1）判断电路反馈极性及类型。
在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为♁时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为♁，故本电路是电压串联负反馈电路。
在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。
（2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。
图(c) 图(d)由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。
由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。
即故图(a)电路的反馈系数由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。
故图(b)电路的反馈系数【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。
（1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。
（2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“−”，则引入的反馈一定是负反馈。
（3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。
（4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。
（5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。
模电第5章
低通电路： 二. 低通电路：频率响应
f<<fH时放大 倍数约为1 倍数约为
fH
1 Uo 1 jω C = Au = = 1 1 + jωRC Ui R+ jω C
1 1 = 令f H = ，则Au 2 πRC 1+ j f fH
1 Au = 1 + ( f fH )2 = arctan( f f ) H
fL
= 1 ， = 45 0； f = f L : Au 2 f f
f << f L : A << 1， u ≈
fL fL Au 也下降10倍；当 f 趋于0时， u 趋于0，趋于90 0 。 A
，表明 f 每下降10倍,
画出特性曲线如图， 称为下限截止频率。 画出特性曲线如图， fL称为下限截止频率。
' 高频段： 的影响， 开路。 高频段：考虑 Cπ 的影响，C 开路。 '
'
一. 中频电压放大倍数
Uo Ausm = Us U i U b'e U o = U U Us i b'e
带负载时： 带负载时： Ausm = 空载时： 空载时：
rb'e Ri [ g m ( Rc ∥ RL )] Rs + Ri rbe
5.2 晶体管的高频等效电路
5.2.1 混合π模型：形状像Π，参数量纲各不相同 混合π模型：形状像Π
完整的混合π模型 一. 完整的混合 模型 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。
因面积大 而阻值小
因多子浓 度高而阻 值小
rbb’：基区体电阻 rb’e’：发射结电阻 Cπ：发射结电容 re：发射区体电阻 rb’c’：集电结电阻 C：集电结电容 rc：集电区体电阻
模电——场效应管
I BQ VCC VBEQ R1 VCC VBEQ R1
IB VCE
I CQ I BQ
VCEQ VCC ( R2 R3 ) I CQ
(2)写出电压增益Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro的表达式；
Av
( R2 || RL )
rbe
ib vi
1
ic i vo
C1
+
+
+
RG RL
ui
-
uo
-
图2.7.4(b) 耗尽型MOS管放大电路
32
三、分压式偏置电路 +VDD
Rg2 Rg3 g Rg1 Rd C2
+
A C1
+
IDQ、 UGSQ + . U0 图2.7.5 分压式偏置电路
+ . Ui -
RS
+
RL
CS
静态时栅极电流为0，所以栅-源电压为
U GSQ U GQ U SQ R g1 R g1 R g 2 VDD I DQ Rs
20
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （1）输出特性及大信号特性方程
i D f (v DS ) vGS const.
① 截止区
当vGS ＜VT 时，导电沟道尚
未形成，iD ＝0，为截止工 作状态。 ② 可变电阻区
vDS≤（vGS－VT）
③ 饱和区 （恒流区又称放大区） vGS >VT ，且vDS≥（vGS－VT）
例 已知电路中，VGG=6V,VDD=12V,Rd=3kΩ ;场效应管的开启 电压UGS(th)=4V,IDO=10mA。试估计电路的Q点、Au和Ro。
(3)当vs＝15mV时，求输出电压vo； (2)求该电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro；
IB VCE
I CQ I BQ
VCEQ VCC ( R2 R3 ) I CQ
(2)写出电压增益Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro的表达式；
Av
( R2 || RL )
rbe
ib vi
1
ic i vo
C1
+
+
+
RG RL
ui
-
uo
-
图2.7.4(b) 耗尽型MOS管放大电路
32
三、分压式偏置电路 +VDD
Rg2 Rg3 g Rg1 Rd C2
+
A C1
+
IDQ、 UGSQ + . U0 图2.7.5 分压式偏置电路
+ . Ui -
RS
+
RL
CS
静态时栅极电流为0，所以栅-源电压为
U GSQ U GQ U SQ R g1 R g1 R g 2 VDD I DQ Rs
20
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （1）输出特性及大信号特性方程
i D f (v DS ) vGS const.
① 截止区
当vGS ＜VT 时，导电沟道尚
未形成，iD ＝0，为截止工 作状态。 ② 可变电阻区
vDS≤（vGS－VT）
③ 饱和区 （恒流区又称放大区） vGS >VT ，且vDS≥（vGS－VT）
例 已知电路中，VGG=6V,VDD=12V,Rd=3kΩ ;场效应管的开启 电压UGS(th)=4V,IDO=10mA。试估计电路的Q点、Au和Ro。
(3)当vs＝15mV时，求输出电压vo； (2)求该电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro；
孙肖子模电第二版笫5章
US RB2
-
RE
RL
+ U o -
第五章 基本放大电路
微变等效电路
I i
RS + RB1 U
i
Ib b
rbe
RB2
βI b
e
c
Ic
R // R U I L o e E A u r U U I i b be o
R (1 ) I b L r (1 ) I R I b be b L
RS es –
+
ui 短路 –
交流通路
RS
+ ui RB RC RL
es
+
– –
+ uO –
第五章 基本放大电路
放大电路的分析方法
估算法 静态分析 (直流通路)
图解法
放大 电路 分析
微变等效电路法 动态分析
(交流通路) 图解法 计算机仿真
静态分析
RB
估算法
+UCC RC C2 + + RL uo
电压放大倍数 小于且接近1
射极跟随器
1. 电压放大倍数 A u
US -
+
Ie
RE
Io
RL
+ U o -
-
2. 电流放大倍数 A i
R ( 1 ) I b E I o i RE RL A I I
+UCC
RE1 100, RE 2 900
求Au，Ri，Ro和Aus，并 与上例比较分析。
+ RE1
RE2
RS
+ RB2 US – –
RL uo
-
RE
RL
+ U o -
第五章 基本放大电路
微变等效电路
I i
RS + RB1 U
i
Ib b
rbe
RB2
βI b
e
c
Ic
R // R U I L o e E A u r U U I i b be o
R (1 ) I b L r (1 ) I R I b be b L
RS es –
+
ui 短路 –
交流通路
RS
+ ui RB RC RL
es
+
– –
+ uO –
第五章 基本放大电路
放大电路的分析方法
估算法 静态分析 (直流通路)
图解法
放大 电路 分析
微变等效电路法 动态分析
(交流通路) 图解法 计算机仿真
静态分析
RB
估算法
+UCC RC C2 + + RL uo
电压放大倍数 小于且接近1
射极跟随器
1. 电压放大倍数 A u
US -
+
Ie
RE
Io
RL
+ U o -
-
2. 电流放大倍数 A i
R ( 1 ) I b E I o i RE RL A I I
+UCC
RE1 100, RE 2 900
求Au，Ri，Ro和Aus，并 与上例比较分析。
+ RE1
RE2
RS
+ RB2 US – –
RL uo
模拟电子技术第五章场效应管及其放大电路
3而、增转大移(z特ēn性ɡ (dtàè)x。ìng)与漏极特性(tèxìng)间的关系
①在漏极特性(tèxìng)上,对应某一vDS,作一垂直线； ②该垂线与各漏极特性(tèxìng)相交得到一组交点； ③由各交点所对应的vGS 和iD值可画出对应的转移特性(tèxìng)。
第十一页，共54页。
第十二页，共54页。
注意：通过判断VDS是否大 于VGS-VT，来确定 (quèdìng)管子工作在饱和区 还是可变电阻区。 当VGS<VT，管子截止。
例题: 电路如图所示，设Rg1=60kΩ，Rg2=40kΩ，Rd=15kΩ，
VDD=5V，VT=1V，Kn=0.2mA/V2。试计算电路的静态漏极电流 (diànliú)IDQ和漏源电压VDSQ。
例题: 电路如图所示，由电流(diànliú)源提供偏置（可由其
它MOS管构成）。设NMOS管的参数为Kn=160μA/V2， VT=1V， VDD=VSS=5V，IDQ=0.25mA， VDQ=2.5V。试求电路参数。
静态(jìngtài)时，vI＝0，VG ＝0，ID ＝ I
vGS VT
12
vGS VT , vDS vGS VT
第十六页，共54页。
5.1.4 沟道长度调制(tiáozhì)效应
iD Kn
vGS VT
2
KnVT2
vGS VT
2 1
I DO
vGS VT
2 1
iD Kn vGS VT 2 1 vDS
I
DO
vGS VT
12 1 vDS
1. 输出特性
iD f vDS |vGS 常数
vGD= vGS-vDS=VT
可变电阻区(resistive region) —— 饱和区
①在漏极特性(tèxìng)上,对应某一vDS,作一垂直线； ②该垂线与各漏极特性(tèxìng)相交得到一组交点； ③由各交点所对应的vGS 和iD值可画出对应的转移特性(tèxìng)。
第十一页，共54页。
第十二页，共54页。
注意：通过判断VDS是否大 于VGS-VT，来确定 (quèdìng)管子工作在饱和区 还是可变电阻区。 当VGS<VT，管子截止。
例题: 电路如图所示，设Rg1=60kΩ，Rg2=40kΩ，Rd=15kΩ，
VDD=5V，VT=1V，Kn=0.2mA/V2。试计算电路的静态漏极电流 (diànliú)IDQ和漏源电压VDSQ。
例题: 电路如图所示，由电流(diànliú)源提供偏置（可由其
它MOS管构成）。设NMOS管的参数为Kn=160μA/V2， VT=1V， VDD=VSS=5V，IDQ=0.25mA， VDQ=2.5V。试求电路参数。
静态(jìngtài)时，vI＝0，VG ＝0，ID ＝ I
vGS VT
12
vGS VT , vDS vGS VT
第十六页，共54页。
5.1.4 沟道长度调制(tiáozhì)效应
iD Kn
vGS VT
2
KnVT2
vGS VT
2 1
I DO
vGS VT
2 1
iD Kn vGS VT 2 1 vDS
I
DO
vGS VT
12 1 vDS
1. 输出特性
iD f vDS |vGS 常数
vGD= vGS-vDS=VT
可变电阻区(resistive region) —— 饱和区
模电第5讲场效应管
截止频率
描述场效应管在特定增益下能够处理的最高频率。超过截止频率时，场 效应管的增益开始下降。
03
特征频率
描述场效应管在特定带宽下能够处理的最高频率。超过特征频率时，场
效应管的带宽开始下降。
Part
03
场效应管应用
在放大电路中的应用
电压放大
场效应管作为电压放大器， 能够将输入的微弱电压信 号放大，输出足够大的电 压信号。
场效应管发热严重
总结词
过热可能导致场效应管性能下降甚至损坏。
详细描述
当场效应管工作在过高电压或过大电流时，会产生大量的 热量，导致管子过热。应检查电路设计是否合理，确保场 效应管工作在推荐范围内。
解决方案
优化电路设计，降低工作电压或电流，改善散热条件，如 加装散热片或风扇。
场效应管噪声过大
总结词
02
场效应管具有输入阻抗高、噪声 低、动态范围大等优点，广泛应 用于放大器、振荡器、开关电源 等领域。
Part
02
场效应管特性
转移特性
转移特性
描述栅极电压Vgs对漏极电流Ids 的控制能力。随着Vgs的增加， Ids也相应增加，表现出良好的线
性关系。
直流转移特性
描述场效应管在小信号下的转移特 性，通常在微弱信号处理中应用。
噪声特性
01
02
03
噪声特性
描述场效应管在信号传输 过程中引入的噪声水平。 场效应管的噪声主要来源 于热噪声和闪烁噪声。
热噪声
由电子在半导体中随机运 动引起的噪声，与温度和 电阻值有关。
闪烁噪声
由半导体表面态引起的噪 声，与频率和材料表面质 量有关。
频率特性
01 02
描述场效应管在特定增益下能够处理的最高频率。超过截止频率时，场 效应管的增益开始下降。
03
特征频率
描述场效应管在特定带宽下能够处理的最高频率。超过特征频率时，场
效应管的带宽开始下降。
Part
03
场效应管应用
在放大电路中的应用
电压放大
场效应管作为电压放大器， 能够将输入的微弱电压信 号放大，输出足够大的电 压信号。
场效应管发热严重
总结词
过热可能导致场效应管性能下降甚至损坏。
详细描述
当场效应管工作在过高电压或过大电流时，会产生大量的 热量，导致管子过热。应检查电路设计是否合理，确保场 效应管工作在推荐范围内。
解决方案
优化电路设计，降低工作电压或电流，改善散热条件，如 加装散热片或风扇。
场效应管噪声过大
总结词
02
场效应管具有输入阻抗高、噪声 低、动态范围大等优点，广泛应 用于放大器、振荡器、开关电源 等领域。
Part
02
场效应管特性
转移特性
转移特性
描述栅极电压Vgs对漏极电流Ids 的控制能力。随着Vgs的增加， Ids也相应增加，表现出良好的线
性关系。
直流转移特性
描述场效应管在小信号下的转移特 性，通常在微弱信号处理中应用。
噪声特性
01
02
03
噪声特性
描述场效应管在信号传输 过程中引入的噪声水平。 场效应管的噪声主要来源 于热噪声和闪烁噪声。
热噪声
由电子在半导体中随机运 动引起的噪声，与温度和 电阻值有关。
闪烁噪声
由半导体表面态引起的噪 声，与频率和材料表面质 量有关。
频率特性
01 02
模电第五版第五章讲解
（2）vDS对沟道的控制作用 预夹断后，vDS 夹断区延长
沟道电阻 ID基本不变
2. 工作原理
（3） vDS和vGS同时作用时 vDS一定，vGS变化时 给定一个vGS ，就有一条不
同的 iD – vDS 曲线。
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程
（1）输出特性及大信号特性方程
iD f (vDS ) vGSconst.
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道） 通常 W > L
L ：沟道长度 W ：沟道宽度 tox ：绝缘层厚度
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道）
剖面图
符号
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用
当vGS≤0时 无导电沟道， d、s间加电压时，也
解：VGSQ
Rg2 Rg1 Rg2
VDD
40 60 40
5V
2V
假设工作在饱和区
IDQ Kn (VGS VT )2 (0.2)(2 1)2 mA 0.2mA
VDSQ VDD IDRd [5 (0.2)(15)]V 2V
满足 VDS (VGS VT ) 假设成立，结果即为所求。
3. 小信号模型分析
（2）放大电路分析（例5.2.5）
vo gm vgs Rd
vi vgs ( gmvgs )R vgs (1 gm R)
Av
vo vi
gm Rd 1 gmR
s
Ri Rg1 // Rg2
Ro Rd
Avs
沟道电阻 ID基本不变
2. 工作原理
（3） vDS和vGS同时作用时 vDS一定，vGS变化时 给定一个vGS ，就有一条不
同的 iD – vDS 曲线。
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程
（1）输出特性及大信号特性方程
iD f (vDS ) vGSconst.
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道） 通常 W > L
L ：沟道长度 W ：沟道宽度 tox ：绝缘层厚度
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道）
剖面图
符号
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用
当vGS≤0时 无导电沟道， d、s间加电压时，也
解：VGSQ
Rg2 Rg1 Rg2
VDD
40 60 40
5V
2V
假设工作在饱和区
IDQ Kn (VGS VT )2 (0.2)(2 1)2 mA 0.2mA
VDSQ VDD IDRd [5 (0.2)(15)]V 2V
满足 VDS (VGS VT ) 假设成立，结果即为所求。
3. 小信号模型分析
（2）放大电路分析（例5.2.5）
vo gm vgs Rd
vi vgs ( gmvgs )R vgs (1 gm R)
Av
vo vi
gm Rd 1 gmR
s
Ri Rg1 // Rg2
Ro Rd
Avs
电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
1. 最大漏极电流IDM
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
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3、饱和区： VGS≥ VT，且VDS≥（ VGS － VT ）时，
区内V-I特性表达式为
2
2
iD 20 20/7/K 9 nv G S V T2 K n V T 2 v V G T S 1 ID O v V G T S 1
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 2、特性曲线
/V
在饱和 区内，
2020/7/9
2
iD
IDSS1
vGS VP
IDSS为零栅压的 漏极电流，称为
饱和漏极电流。
5.1.3 P沟道 MOSFET管
s
g
d
1、结构和符号 d
○
P+
P+
N 型衬底
Bd ○
○B g○
P沟道增强型
○
s
2020/7/9
○B g○
○
P沟道耗尽型 s
PMOS管正常工作时， VDS和 VT必为负值，电 流方向与NMOS管相反。
对增强型MOS管，沟道产生的条件是：
vGS VT
可变电阻区与饱和区的界线为:
vDSvGSVT
在饱和区内（iD假定正向为流入漏极）： 2
iDKPvGS VT2IDOvV G TS 1
2020/7/9
5.1.4 沟道长度调制效应
（MOSFET）
定义：
场效应管是一种利用半导体内的电场效应来 控制其电流大小的半导体器件。
分类：
{ 场效应管 { { {{ （FET）
结型 （JFET）
绝缘栅型 （MOSFET）
N沟道JFET （耗尽型）
P沟道JFET
耗尽型D
N沟道MOSFET 增强型E
耗尽型D P沟道MOSFET
增强型E
耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在
iD(mA) IDO
vGS( V )
在饱和区内，
iD受VDS影响很 小，不同VDS 下的转移特性
基本重合。
0 VT 2VT
在饱和区内有：
iD K nv G S V T2 K n V T 2 v V G T S 1 2 ID O v V G T S 1 2
其中
2020/7/9
(1)、输出（漏极）特性曲线
iD= f（ VDS ）| VGS = 常数
1、截止区： VGS＜ VT导电沟 道未形成。
iD
可变电 阻区
恒流区
击
穿
区
2、可变电阻区： VDS≤（ VGS － VT ）
iD的表达式见5.1.2－4式
0
VGS= VT VDS
rdsoddD D viSvGSc
2Kn
1 vGSVT
增强20型20/7/：9 场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道
5.1.1N沟道增强型
MOSFET
s
g
d
1、结构和符号 d
○
N+
N+
P 型衬底
Bd ○
○B g○
N沟道增强型
○
s
2020/7/9
○B g○
○
N沟道耗尽型 s
2、工作原理（N沟道增强型）
（1）、VGS=0， 没有导电 沟道
iD＝ 0
s
第5章 场效应管放大电路
引言 场效应管（FET）是第二种主要类型的三 端放大器件，有两种主要类型： 1、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET） 2、结型场效应管（JFET） 场效应管是电压控制电流型器件，属单极型 器件。本章重点介绍MOS管放大电路。
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§ 5·1 金属-氧化物-半导体场效应管
在理想情况下，当MOSFET工作于饱和区时，
漏极电流与漏极电压无关。而实际MOS管的 输出特性还应考虑沟道长度调制效应，即VGS 固定， VDS增加时， iD会有所增加。输出特性 的每根曲线会向上倾斜。因此，考虑到沟道长
度调制参数λ，iD式子应修正为
iD K nv G S V T21 vDS ID O v V G T S1 21 vDS
g
d
N+
N+
P 型衬底
B
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源区、衬底和 漏区形成两个 背靠背的PN结， 无论VDS的极性 如何，其中总 有一个PN结是 反偏的。因此 漏源之间的电 阻很大，即没 有导电沟道，
iD＝0。
2、工作原理（N沟道增强型）
（2）、VDS=0， VGS 对导电 沟道的影响
VGG
在漏源电
压作用下
s
g
d
N+
N+
P 型衬底
开始导电
时的栅源
电压VGS叫 做开启电
压VT
B
VGS>VT时，导电沟道开始形成,这种依靠栅源电 压的作用才形成导电沟道的FET称为增强FET。
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（3）、VGS一定， VDS 对导电 沟道的影响
VDS
VGG
sg
d
VDS
VGG
sg
d
VDS
VGG
sg
d
N
N
P
N
N
P
N
N
IDOKnVT2 它是 vGS 2VT 时的iD。
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
转移特性曲线可以由函数式画出，也可以 直接从输出特性曲线上用作图法求出。
iD(mA)
IDO
iD 可变电
阻区 恒流区
0 VT
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vGS( V )
2VT
0
击 穿 区
VDS
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 1、结构和符号
对于典型器件近似有 0.1V 1 沟道长度L
L
单位为µm。
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5.1.5 MOSFET的主要参数（见P208－210） 一、直流参数
（1）开启电压 VT: VDS为某一定值（如为10V）使iD等于一
微小电流（如50μA）时的VGS 。这是增强型FET的参数。
VGS>0时，使沟道变宽， VGS＜0时，使沟道变窄， 从而使漏极电流减小。当
VGS减小到某值时，以致 感应的负电荷消失，耗尽
在饱和区内， B
区扩展到整个沟道，沟道完全被 夹断。这时即使有漏源电压，也
2
iD ID
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S
S1
vGS VP
不会有漏极电流。此时的栅源电 压称为夹断电压（截止电压）VP。
s
g
d
+ + ++ + + + ++
N+
N+
P 型衬底
d
○
○B g○
○
B
s
2、工作原理和特性曲线(详见课本)
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5.1.2 N沟道耗尽型MOS管
1、结构
s
g
d
+ + ++ + + + ++
N+
N+
P 型衬底
工作原理:由于正离子的作
用，也和增强型接入栅源
电压并VGS>VT时相似，可 形成导电沟道。当外加
P
B
VGD>VT 由左到右， VDS 逐渐增大, 2020/7/9
B
B
VGD=VT 预夹断
VGD<VT 夹断
vGDvGSvDS
3、特性曲线 (1)、输出（漏极）特性曲线
iD= f（ VDS ）| VGS = 常数
iD 可变电
阻区 恒流区
击 穿 区
0
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VGS= VT VDS
3、特性曲线