第3章场效应管4讲解
场效应管的结构及工作原理(教案)
场效应管的结构及工作原理(教案)第一章：引言1.1 课程背景本课程旨在帮助学生了解和掌握场效应管的结构及工作原理。
场效应管作为一种重要的半导体器件，在电子电路中具有广泛的应用。
1.2 学习目标了解场效应管的基本结构理解场效应管的工作原理第二章：场效应管的基本结构2.1 结型场效应管（JFET）2.1.1 N沟道JFET2.1.2 P沟道JFET2.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）2.2.1 N型MOSFET2.2.2 P型MOSFET2.3 场效应管的封装与引脚第三章：场效应管的工作原理3.1 JFET的工作原理3.1.1 导电通道的形成3.1.2 栅极电压对导电通道的控制3.2 MOSFET的工作原理3.2.1 导电通道的形成3.2.2 栅极电压对导电通道的控制3.3 场效应管的导通与截止条件第四章：场效应管的特性4.1 静态特性4.1.1 输入特性4.1.2 输出特性4.2 动态特性4.2.1 过渡时间4.2.2 开关速度4.3 场效应管的参数第五章：场效应管的应用5.1 放大器应用5.1.1 放大器的基本原理5.1.2 放大器的设计与实现5.2 开关应用5.2.1 开关的基本原理5.2.2 开关的设计与实现5.3 其他应用场效应管的结构及工作原理(教案)第六章：结型场效应管（JFET）的特性6.1 输出特性6.1.1 电流-电压关系6.1.2 输出特性曲线6.2 输入特性6.2.1 输入阻抗6.2.2 输入特性曲线6.3 传输特性6.3.1 传输特性曲线6.3.2 转移特性分析第七章：金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的特性7.1 MOSFET的输出特性7.1.1 电流-电压关系7.1.2 输出特性曲线7.2 MOSFET的输入特性7.2.1 输入阻抗7.2.2 输入特性曲线7.3 MOSFET的传输特性7.3.1 传输特性曲线7.3.2 转移特性分析第八章：场效应管的驱动电路8.1 驱动电路的作用8.1.1 驱动场效应管的需求8.1.2 驱动电路的设计原则8.2 驱动电路的设计8.2.1 电压驱动电路8.2.2 电流驱动电路8.3 驱动电路的稳定性与保护第九章：场效应管的电路应用实例9.1 放大器应用实例9.1.1 单级JFET放大器9.1.2 多级MOSFET放大器9.2 开关应用实例9.2.1 数字开关9.2.2 模拟开关9.3 其他应用实例9.3.1 电压控制放大器9.3.2 功率放大器第十章：总结与展望10.1 课程总结10.1.1 场效应管的结构特点10.1.2 场效应管的工作原理与特性10.2 场效应管的应用领域10.2.1 电子设备中的应用10.2.2 未来发展趋势10.3 练习与思考题10.3.1 填空题10.3.2 选择题10.3.3 简答题10.3.4 设计题场效应管的结构及工作原理(教案)第十一章：场效应管的测试与故障诊断11.1 测试仪器与设备11.1.1 直流参数测试仪11.1.2 交流参数测试仪11.2 场效应管的测试项目11.2.1 栅极电阻测试11.2.2 漏极电流测试11.2.3 源极电阻测试11.3 故障诊断与分析11.3.1 故障类型及原因11.3.2 故障诊断流程第十二章：场效应管的可靠性与寿命12.1 可靠性基本概念12.1.1 可靠性的定义12.1.2 可靠性参数12.2 影响场效应管可靠性的因素12.2.1 材料与工艺因素12.2.2 环境因素12.3 提高场效应管可靠性的措施12.3.1 设计优化12.3.2 生产工艺控制第十三章：场效应管的节能与环保13.1 节能的重要性13.1.1 电子设备的能耗问题13.1.2 场效应管在节能中的作用13.2 环保意识与场效应管13.2.1 电子废弃物问题13.2.2 场效应管的环保优势13.3 节能与环保技术的应用13.3.1 高效能场效应管设计13.3.2 绿色制造与回收技术第十四章：场效应管的最新发展动态14.1 新型场效应管的研究方向14.1.1 纳米场效应管14.1.2 宽禁带场效应管14.2 场效应管技术的创新应用14.2.1 物联网中的应用14.2.2 中的应用14.3 未来场效应管的发展趋势14.3.1 性能提升14.3.2 成本降低第十五章：课程复习与拓展学习15.1 复习重点与难点15.1.1 场效应管的基本结构15.1.2 场效应管的工作原理与特性15.2 拓展学习资源15.2.1 学术期刊与论文15.2.2 在线课程与论坛15.3 实践项目与研究建议15.3.1 实验室实践项目15.3.2 研究课题建议重点和难点解析本文档涵盖了场效应管的结构、工作原理、特性、应用、测试、可靠性、节能环保以及最新发展动态等方面的内容。
场效应管的结构及工作原理(教案)
场效应管的结构及工作原理(教案)第一章：引言1.1 课程背景本课程旨在帮助学生了解和掌握场效应管（FET）的结构及工作原理。
场效应管作为一种重要的半导体器件，在电子技术领域有着广泛的应用。
1.2 学习目标了解场效应管的基本结构理解场效应管的工作原理第二章：场效应管的基本结构2.1 简介介绍场效应管的定义和基本结构。
2.2 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应管）结构描述MOSFET的三个主要部分：源极、漏极和栅极解释MOSFET的两种类型：N型和P型2.3 JFET（结型场效应管）结构介绍JFET的基本结构和工作原理比较JFET和MOSFET的异同第三章：场效应管的工作原理3.1 简介解释场效应管的工作原理。
3.2 静电场控制描述静电场如何控制通道中的电荷载流子解释电荷载流子的运动和电流的形成3.3 电压和电流的关系分析电压和电流之间的关系讨论场效应管的不同工作区域：亚阈值区、饱和区和击穿区第四章：场效应管的特性4.1 简介介绍场效应管的主要特性。
4.2 转移特性解释转移特性曲线的含义分析转移特性曲线的形状和特点4.3 输出特性描述输出特性曲线的含义讨论输出特性曲线的形状和特点第五章：应用5.1 简介介绍场效应管在不同领域的应用。
5.2 放大器应用分析场效应管放大器的工作原理讨论放大器的设计和应用5.3 开关应用解释场效应管在开关电路中的应用分析开关电路的设计和应用第六章：场效应管的偏置电路6.1 简介介绍场效应管偏置电路的作用和重要性。
6.2 偏置电路的设计解释偏置电路的作用分析偏置电路的设计原则和方法6.3 偏置电路的类型介绍几种常见的偏置电路类型分析各种偏置电路的优缺点第七章：场效应管的驱动电路7.1 简介介绍场效应管驱动电路的作用和重要性。
7.2 驱动电路的设计解释驱动电路的作用分析驱动电路的设计原则和方法7.3 驱动电路的类型介绍几种常见的驱动电路类型分析各种驱动电路的优缺点第八章：场效应管的参数测量与测试8.1 简介介绍场效应管参数测量与测试的目的和方法。
第3章 场效应管
VGS = 4 V, VDS = 6 V
ID = 1 mA
例2. 单电源供电的N沟道DMOS管电路，已知，RG＝1MΩ， RS＝4kΩ，RD＝5kΩ，VDD＝5V，管子参数为µnCoxW/（2l） ＝0.25mA/V2，VGS(th)＝-2V，求ID。
VS = I DQ RS = 4I D
VGS = VG − VS = −4I D
ID =
µn CoxW
2l = 0.25(−4 I D + 2) 2
(VGS − VGS(th) ) 2
解得ID＝0.25mA和1mA。显然ID＝1mA应舍去。 取ID＝0.25mA，求得 VGS = 0 − I DQ RS = 0 − 0.25 × 4 = −1
VDS = VDD − I DQ ( RD + RS ) = 5 − 0.25 × 9 = 2.75
µ n CoxW
2l
例 在下图所示N沟道EMOS管电路中，已知RG1＝1.2 MΩ， RG2＝0.8 MΩ，RS＝4 kΩ，RD＝10 kΩ，VDD＝20 V，管子 参数为µCoxW/(2l)＝0.25 mA/V2，VGS(th)＝2 V，试求ID。 解
IG = 0
VG = VDD RG2 0.8 = 20 × = 8 (V) RG1 + RG2 1.2 + 0.8
三、vGS>VGS(th)，vDS>vGS－VGS(th)
当 vDS=vGS-VGS(th)时，近漏端沟道夹断。夹断后， vGA＝vGS(th)，夹断 点到源极的电压vAS也就恒为(vGS－VGS(th))，沟道电流iD不再随vDS的 变化而变化，只受vGS控制。这种沟道夹断与vGS<VGS(th) 整个沟道夹 断iD=0的情况不同。通常由vDS引起近漏极端的夹断称为预夹断。预 夹断后对应的工作区称为饱和区又称放大区。 但若考虑沟道长度调制效应(夹断点A会随着vDS的增加而向源极移 动)，当vGS 一定时，iD会随着vDS的增加而略微增加。
第3章场效应管及其放大电路ppt课件
3.2.2 JFET的工作原理
由上图可得： （1）UGS=0时，沟道存在且很宽。 （2）UP＜UGS＜0 时 ，沟 道 存在 但 变 窄，沟道电阻增大。 （3）UGS≥ UP时，沟道夹断。
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3.2.2 JFET的工作原理
改变栅源电压UGS的大小，可以 有效地控制沟道电阻的大小。
如果在漏源间加上固定电压UDS， 则漏极到源极的电流ID将受到UGS的控 制，|UDS|增大时，沟道电阻增大，电 流ID减小。
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3.2.1 JFET的结构与符号
一、结构及符号
N沟道结型场效应管的结构示意图和符号
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3.2.1 JFET的结构与符号
P沟道结型场效应管的结构示意图和符号
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3.2.2 JFET的工作原理
一、 UGS对ID的控制作用
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UGS对ID的控制作用原理图
• 3.3.1 场效应管与三极管的比较
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3.3.1 场效应管和三极管比较
（1）场效应管是一种压控器件，由栅源电压 UGS来控制漏极电流ID；而晶体三极管是电流 控制器件，通过基极电流IB控制集电极电流IC 。
（2）场效应管参与导电的载流子只有多子，称 为单极性器件；而晶体三极管除了多子参与 导电外，少子也参与导电，称为双极性器件 。
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3.2.3 JFET的伏安特性曲线
一、转移特性曲线
转移特性曲线 是输入电压uGS 对输出电流iD的 控制特性曲线。
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3.2.3 JFET的伏安特性曲线
二、输出特性曲线 输出特性表示 在 UGS 一 定 时 ， iD 与 uDS 之 间 的关系曲线.
场效应管的结构及工作原理(教案)
场效应管的结构及工作原理(教案)第一章：引言1.1 课程概述本课程旨在帮助学生了解和掌握场效应管（FET）的结构及工作原理。
通过本课程的学习，学生将能够理解FET的基本概念、种类、应用及其在电子技术领域的重要性。
1.2 教学目标1. 了解场效应管的定义和发展历程。
2. 掌握场效应管的基本结构和分类。
3. 理解场效应管的工作原理及其在不同应用领域的优势。
第二章：场效应管的基本结构2.1 结型场效应管（JFET）2.1.1 JFET的定义2.1.2 JFET的结构特点2.1.3 JFET的导电机制2.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）2.2.1 MOSFET的定义2.2.2 MOSFET的结构特点2.2.3 MOSFET的导电机制2.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）2.3.1 IGBT的定义2.3.2 IGBT的结构特点2.3.3 IGBT的导电机制第三章：场效应管的工作原理3.1 结型场效应管（JFET）的工作原理3.1.1 增强型JFET的工作原理3.1.2 耗尽型JFET的工作原理3.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的工作原理3.2.1 增强型MOSFET的工作原理3.2.2 耗尽型MOSFET的工作原理3.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的工作原理3.3.1 IGBT的工作原理第四章：场效应管的性能参数4.1 结型场效应管（JFET）的性能参数4.1.1 输入阻抗4.1.2 输出阻抗4.1.3 跨导4.1.4 开关速度4.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的性能参数4.2.1 输入阻抗4.2.2 输出阻抗4.2.3 跨导4.2.4 开关速度4.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的性能参数4.3.1 输入阻抗4.3.2 输出阻抗4.3.3 跨导4.3.4 开关速度第五章：场效应管的应用领域5.1 结型场效应管（JFET）的应用领域5.1.1 放大器5.1.2 开关电路5.1.3 电压控制器件5.2 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的应用领域5.2.1 放大器5.2.2 开关电路5.2.3 电压控制器件5.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的应用领域5.3.1 电力电子5.3.2 变频调速5.3.3 电力系统第六章：场效应管的测量与测试6.1 测量仪器与设备6.1.1 直流参数测试仪6.1.2 交流参数测试仪6.1.3 噪声测试仪6.2 场效应管的测量项目6.2.1 栅极电位与漏极电流的关系测量6.2.2 输入阻抗测量6.2.3 输出阻抗测量6.2.4 开关时间测量6.3 测试结果分析与应用6.3.1 测试结果的判断与分析6.3.2 测试结果在实际应用中的应用第七章：场效应管的驱动与保护7.1 驱动电路的设计7.1.1 驱动电路的基本要求7.1.2 驱动电路的设计方法7.1.3 驱动电路的实际应用案例7.2 场效应管的保护电路7.2.1 过压保护电路7.2.2 过流保护电路7.2.3 短路保护电路7.3 驱动与保护电路的实际应用7.3.1 驱动与保护电路在放大器中的应用7.3.2 驱动与保护电路在开关电路中的应用第八章：场效应管的故障诊断与维修8.1 故障诊断方法8.1.1 观察法8.1.2 测量法8.1.3 替换法8.2 常见故障与维修方法8.2.1 栅极输入故障8.2.2 漏极输出故障8.2.3 内部短路故障8.3 故障维修实例8.3.1 放大器故障维修实例8.3.2 开关电路故障维修实例第九章：场效应管在现代电子技术中的应用9.1 数字电路中的应用9.1.1 逻辑门电路9.1.2 微处理器电路9.1.3 存储器电路9.2 模拟电路中的应用9.2.1 放大器电路9.2.2 滤波器电路9.2.3 稳压电路9.3 电力电子中的应用9.3.1 变频调速电路9.3.2 电力控制系统9.3.3 电力变换器电路第十章：总结与展望10.1 课程总结本课程对场效应管的结构、工作原理及其应用进行了详细的介绍，使学生掌握了场效应管的基本知识，为further study in the field of electronic technology 打下了坚实的基础。
第三节场效应管ppt课件
场效应管 电压控制 N沟道和P沟道 gm=1-5mA/V rds=107-1014 很高 好 简单、成本低 栅极 源极 漏极
使用绝缘栅场效应 管时，要注意选择 适当的参数，不要 超极限使用。
特别要注意：在保 存及安装时，应使 三个电极保持短路； 焊接烙铁须接地良 好。
gm I D = U GS U DS
场效应管和晶体管的比较
控制方式 类型 放大参数
输入电阻 输出电阻 热稳定性 制造工艺 对应极
晶体管 电流控制 NPN型和PNP型 20-100
N+
若在场效应管加上栅源电 压 UGS ， 则 原 始 沟 道 的 P
大小将受该电压的控制， 即漏源之间的导电能力受
N沟道耗尽型绝缘栅管的结构
栅源电压UGS控制。
D
G S
对应的符号
耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线
ID
(mA) UDS=常数
ID
(mA)
1
12 IDS
8S
UG S(of f)
4
UGS(
V) -3 -2 -1 0 1 2
道
2V UGS=1V
UDS( V)
转移特性曲线
（输入电压对输出电流的 控制特性）
漏极特性曲线 (也叫输出特性曲线)
P沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及表示符号：
S
G
D
D
P+
P+效应管
S
G
D
增强型绝缘栅场效应管在
加电压后才能生成沟道，
而耗尽型场效应管是有原
始沟道存在的。
N+
场效应管
结型场效应管 绝缘栅场效应管
场效应管详解课件
SUMMAR Y
03
场效应管的应用
在数字电路中的应用
总结词
场效应管在数字电路中主要用作开关控制，具有低导通电阻、高速开关特性和 低静态功耗等优点。
详细描述
在数字电路中，场效应管常用于逻辑门电路、触发器、寄存器等数字逻辑电路 中，作为开关元件控制信号的通断。由于其低导通电阻和高开关速度，场效应 管能够实现高速、低功耗的数字逻辑功能。
噪声系数
场效应管在工作过程中产生的噪声与输入 信号的比值，表示场效应管的噪声水平。 噪声系数越低，信号质量越好。
失真系数
场效应管在工作过程中产生的非线性失真 与输入信号的比值，表示场效应管的失真 水平。失真系数越低，信号质量越好。
极限参数
01
02
03
04
最大漏极电流
场效应管能够承受的最大漏极 电流。超过该电流值可能会损
焊接操作
在焊接场效应管时应使用适当的焊接温度和时间，避免过热或时间 过长导致性能下降或损坏。
电源开关
在开关电源时应先关闭电源开关，避免瞬间电流过大对场效应管造 成损坏。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
场效应管的发展趋势与 展望
当前发展状况
场效应管在电子设备 中广泛应用，如放大 器、振荡器、开关等 。
的能量损耗和电磁干扰，提高电源的整体性能。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
场效应管的检测与代换
检测方法
1 2 3
判断电极
通过测量电极间的电阻来判断场效应管的电极， 通常G极与D极之间的电阻较小，S极与D极之间 的电阻较大。
MOS管工作原理详解ppt课件
IDR
C1 + ui
—
+ VDD Rd
Rg1 d C2 +
gT
s
uo
Rg3 Rg2
R
C
—
计算Q点：
已知UP ，由
UGS
Rg2 Rg1 Rg2
VDD
IDR
ID
IDSS (1
UGS )2 UP
可解出Q点的UGS 、 ID
再求： UDS =VDD- ID (Rd + R )
该电路产生的栅源电压可正 可负，所以适用于所有的场 效应管电路。
两个PN结夹着一个N型沟道。 三个电极：
g：栅极 d：漏极 s：源极
栅 极g
-
符号：
-d
g
--
-d
g
--
s N沟道
s P沟道
漏 极d
-
p+
p+
N
源-极s
11
2. 结型场效应管的工作原理
（1）栅源电压对沟道的控制作用
在栅源间加负电压uGS ，令 uDS =0
①当uGS=0时，为平衡PN结，导电 沟道最宽。
9
4. MOS管的主要参数
（1）开启电压UT （2）夹断电压UP （3）跨导gm ：gm=iD/uGS uDS=const （4）直流输入电阻RGS ——栅源间的等效
电阻。由于MOS管栅源间有sio2绝缘层， 输入电阻可达109～1015。
10
二. 结型场效应管
1. 结型场效应管的结构（以N沟为例）：
T
s
Rg3
C2 +
Rg2
R uo RL
-
g
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3.结型场效应管的特性
输出特性和转移特性 因场效应管栅极电流几乎为 零，不讨论输入特性。 （1）输出特性曲线
ID = f (UDS )
UGS
= 常数
场效应管工作区域： 可变电阻区（非饱和区） 恒流区（电流饱和区、放大区） 夹断区（截止区） 击穿区（电流突然增大）
1)可变电阻区： 预夹断轨
迹左边区域。
S
G
D
N+
P
N+
衬底B
（3） 特性曲线
iD /mA
4
恒流区
6V
可 变 电 阻 区
3 2 1
UGS =5V
4V 3V 2V
击 穿 区
3 2 1
iD /mA
0
5
10
15
0
UGs(th)
2
4
6
uGS / V
夹断区
输出特性
N沟道增强型 MOS 管的特性曲线
转移特性
ID /mA
ID和UGS的近似关系：
3 2 1
S
G
D
N&DS增加而线性增大。
衬底B
3）UGS > UGS(th），UDS > 0 随着UDS的继续增大， UGD减 小，当UGD =UGS(th）时 ，导 电沟道在漏极一端产生夹断，
称为预夹断。
UDS继续增大，夹断区延长，漏 电流ID几乎不变，管子进入 恒流区，ID几乎仅仅决定于 UGS 。此时可以把ID近似看成 UGS控制的电流源。
3.1.1 结型场效应管
结型场效应管有N沟道和P沟道两种类型。 1. 结型场效应管的结构
源极S N沟道结型场效应管是在同一 块N型半导体上制作两个高掺 杂的P区，将它们连接在一起 引出电极栅极g。N型半导体 分别引出漏极d、源极s，P区 和N区的交界面形成耗尽层。 源极和漏极之间的非耗尽层称 为导电沟道。
P沟道符号
（2） 工作原理
1) UGS =0 D与S之间是两个
S
UDS ID = 0
G D
PN结反向串联，
无论D与S之间加 什么极性的电压， 漏极电流均接近于 零。 N+
耗尽层 P型硅衬底
SiO2
N+
衬底引线B
2）UGS >0 ，UDS =0
由于绝缘层SiO2的存在，栅极电流为零。 栅极金属层将聚集大量正电荷，排斥P 型衬底靠近SiO2的空穴，将衬底的自由 电子吸引到耗尽层与绝缘层之间，形成 N型薄层，称为反型层。这个反型层就 构成了漏源之间的导电沟道。
d
iD UDS
不再相等，近漏极电压最大，
近源极电压最小。 导电沟道宽 度不再相等，近漏极沟道窄， 近源极沟道宽。 随着UDS 的增加， ID近似线
g
s
性增加,d—s间呈电阻特性。
UGD
随着UDS 增加，ID增大。沟道在漏极处越来越窄。 I D d = UGS - UDS = - UDS
A
当UDS 增加到 UGS（off），漏极附
为漏-源击穿电压。
(管子的极限参数，使用时不可超过。) (3)最大栅源电压U GS(BR)
对于结型场效应管，使栅极与沟道间反向击穿的
UGS称为栅-源击穿电压。
对于绝缘栅型场效应管，使绝缘栅层击穿的UGS
称为栅-源击穿电压。 (4)最大耗散功率P DM PDM决定于管子允许的温升。
3.1.4 场效应管与双极型晶体管的 比 较
第3章 场效应晶体管和基本放大电路
作业：
习题：3-1 、3-3 、3-4 、3-7 、3-11
第3章 场效应晶体管和基本放大电路
3.1 3.2 场效应晶体管 场效应管放大电路
本章的重点与难点
重点: 理解场效应管的工作原理； 掌握场效应管的外特性及主要参数； 掌握场效应管放大电路静态工作点与动态参数 （Au、Ri、Ro）的分析方法。 难点: 通过外部电压对导电沟道的控制作用来说明结 型场效应管及绝缘栅型场效应管的工作原理。
ID
U GS I D0 ( 1) 2 U GS ( th) ID0
ID0是UGS = 2UGS(th)时的ID。
0
UGs(th)
2
4
6
UGS / V
2、N沟道耗尽型MOS管
源极S 栅极G 漏极D SiO2
制造时,在sio2绝缘层中掺入 大量的正离子,即使UGS =0， 在正离子的作用下，源-漏之 间也存在导电沟道。只要加 正向UDS ，就会产生ID。 只有当UGS小于某一值时，才 会使导电沟道消失，此时的 UGS称为夹断电压UGS(off) 。
正离子
N+
反型层 P
B
结构示意图
N+
MOS管符号 耗尽型MOS管符号
d
d
增强型MOS管符号
D D B B
g s
B
g s
B
G
G
N沟道符号
P沟道符号
S N沟道符号
S P沟道符号
2. 特性曲线
N沟道耗尽型MOS管的特性曲线
ID /mA
4 3 2 1
UGS =1V
0V 3
ID /mA
–1 –2V ID
2 1
–3V
0
4
8
12
输出特性
UGS 0 –3 –2 –1 1 2 UGs(off) 转移特性
（+）
场效应管 NMOS耗尽型 的符号及 特性 (p76）
NMOS增强型
（-）
（+）
（-）
PMOS耗尽型
（+）
PMOS增强型
（-）
结型P沟道 结型N沟道
（+）
（-）
测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位及它 们的开启电压如表所示。试分析各管的工作状态 （截止区、恒流区、可变电阻区）。
rds反映了uDS对iD的影响，是输出特性曲线上Q点处切线斜率的 倒数． rds在恒流区很大。
U GS 常数
3.极限参数 (管子的极限参数，使用时不可超过。) (1)最大漏极电流IDM 管子正常工作时漏极电流的上限值。 (2)最大漏源电压U DS(BR)
管子进入恒流区后，使漏极电流骤然增加的UDS称
条件：｜UGS｜ ｜UGS（off）｜
特点： ID 0
4)击穿区：UDS增加到一定程度，
电流急剧增大。
（2）转移特性
ID = f (UGS )
UDS
= 常数
反映UGS对ID的控制作用
转移特性曲线与输出特性曲线有严格的对应关系 ID /mA ID /mA UGS =0V 4 4 IDSS – 1V 3 3 UGS=0时 产生预夹 – 2 2 2 断时的漏 极电流 –3V 1 1 –4V 0 –4–3–2–1 0 4 12 8 UGS(off) UDS=8V 转移特性 输出特性
d 耗尽层 P+ N
正常工作时 在栅-源之间加负向电压，
(保证耗尽层承受反向电压)
g
漏-源之间加正向电压，
导电沟道 s 结构示意图 (以形成漏极电流） 这样既保证了栅源之间的电阻 很高，又实现了ugs对沟道电流 iD的控制。
（1）ｇ、ｓ间和ｄ、ｓ间短路
（2）ｇ、ｓ间加负电压和ｄ、ｓ间短路 此时ＵGS
一般为107-1010左右。
2、交流参数
（1）低频跨导 gm
管子工作在恒流区并且 UDS为常数时，漏极电流的微变量与引 起这个变化的栅-源电压的微变量之比称为低频跨导,即
gm=iD / uGS U
DS =常数
gm是衡量栅-源电压对漏极电流控制能力的一个重要参数。 （2）交流输出电阻rds
rds u DS iD
ID /mA
IDSS
恒流区ID近似表达式为：
3
ID
U GS I DSS (1 )2 U GS ( off )
U
2
GS(off)
1
–4 –3 –2 –1
0
N沟道结型场效应管，栅源之间加反向电压。
P沟道结型场效应管，栅源之间加正向电压。
管子工作在可变电阻区时，不同的UDS ，转移特性曲 线有很大差别。
管号
T1 T2 T3
UGS(th)/V
4 -4 -4
Us/V
-5 3 6
UG/V
1 3 0
UD/V
3 10 5
工作状态 恒流区
截止区 可变电阻区
3.1.3 场效应管的主要参数
1、直流参数 （1）开启电压UGS(th)
UDS为固定值能产生漏极电流ID所需的栅-源电压UGS的最小值
它是增强型MOS管的参数。（NMOS管为正，PMOS管为负）
A'
ID
UDS
通过以上分析有：
1）UGD> UGS（off） 时（未出现夹断前）,对于不同 的UGS ，漏源之间等效成不同阻值的电阻， ID随 UDS 的增加线性增加。（对应可变电阻区）
2）UGD= UGS（off） 时，漏源之间预夹断。
3）UGD< UGS（off） 时， ID几乎只决定于UGS，而与 UDS 无关，可以把ID近似看成UGS控制的电流源。 （对应恒流区，即放大区）
第3章 场效应晶体管和基本放大电路
3.1 场效应晶体管
场效应管（FET）：是利用输入回路的电场效应来 控制输出回路电流的一种半导体器件。
场效应管输入回路内阻很高(107~1012)，热稳定性 好，噪声低，比晶体管耗电小，应用广泛。
仅靠多数载流子导电，又称单极型晶体管。
分类：结型(JFET)
绝缘栅型(IGFET)
（2）夹断电压 UGS(off)
UDS为固定值使漏极电流近似等于零时所需的栅-源电压。 是结型场效应管和耗尽型MOS管的参数（NMOS管为负， PMOS管为正）。