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
模拟电子技术基础课件01-4讲义(场效应管)
频率特性
截止频率
描述场效应管工作频率的上限。 当信号频率超过截止频率时，场 效应管的工作性能会显著下降。
增益带宽乘积
描述场效应管增益与带宽之间的关 系。在一定条件下，增益带宽乘积 是常数。
频率响应
描述场效应管在不同频率下的性能 表现。了解频率特性有助于在设计 电路时选择合适的场效应管以适应 不同的工作频率需求。
03
场效应管应用
放大器应用
电压放大器
利用场效应管的电压放大能力， 将微弱信号放大，用于信号传输
和处理。
功率放大器
将音频信号或其他信号进行功率 放大，用于驱动扬声器或其他负
载。
跨导放大器
利用场效应管的跨导特性，将电 流信号转换为电压信号，用于测
量和控制。
开关电路应用
逻辑门电路
利用场效应管的开关特性，实现逻辑门的逻辑功 能，用于数字电路中。
新工艺的研发
纳米工艺
通过纳米工艺实现场效应管的微型化， 提高集成度和性能稳定性，降低能耗。
柔性电子工艺
将场效应管应用于柔性电子设备中， 实现可弯曲、可折叠的电子产品，拓 展应用领域。
新应用的探索
物联网传感器
利用场效应管制造低功耗、高灵敏度的传感器，应用于物联网领域，实现智能化监测和 控制。
生物医疗领域
广泛应用于放大器、振荡器、开关电路、逻辑门电路等。
05
场效应管发展前景
新材料的应用
宽禁带半导体材料
利用宽禁带半导体材料（如硅碳化物和氮化镓）制造场效应 管，具有高频率、低噪声等优点，是未来发展的重要方向。
新型二维材料
二维材料（如石墨烯、过渡金属硫族化合物）具有优异电学 性能和机械柔韧性，为场效应管的发展提供了新的可能性。
模电课件场效应管
智能化的需求将推动场效应管 与微处理器、传感器等其他器 件的集成，实现系统级封装。
对未来的展望
场效应管在未来将继续在电子设备中 发挥重要作用，特别是在通信、计算 机、消费电子等领域。
未来场效应管的发展将更加注重环保 和可持续发展，采用更加节能、环保 的材料和工艺，降低生产成本，推动 产业可持续发展。
当前市场上的场效应管产品种类繁多，性能稳定可靠，能够满足不同领域的需求。
随着技术的不断进步，场效应管的性能指标也在逐步提高，如开关速度、工作频率 等。
未来发展趋势
随着电子设备小型化、轻量化 的发展趋势，场效应管也将继 续朝着微型化、集成化的方向 发展。
新型材料和工艺的应用将为场 效应管的发展带来新的机遇和 挑战，如碳纳米管、二维材料 等。
随着技术的不断创新和市场需求的不 断变化，场效应管的应用领域也将不 断拓展。
THANKS
感谢观看
噪声特性
总结词
描述了场效应管在工作时产生的噪声 水平。
详细描述
噪声特性是指场效应管在工作时，由 于内部电子运动的随机性而产生的噪 声。噪声的大小对信号的传输质量有 重要影响。
05
场效应管的选用与注意事项
选用原则
根据电路需求选择合适的场效应管类型
根据电路的电压、电流和频率要求，选择合适的场效应管类型，如N沟道、P沟道等。
功率放大器
将场效应管作为功率放大 元件，用于音频、视频等 信号的功率放大。
跨导放大器
利用场效应管的跨导特性， 将输入的电压信号转换为 电流信号，用于信号的线 性放大。
在振荡器中的应用
负阻振荡器
利用场效应管的负阻特性， 与电容、电感等元件一起 构成振荡电路，产生振荡 信号。
模拟电子技术第五章场效应管及其放大电路
况，称为预夹断。源区 而未夹断沟道部分为低阻，因
的自由电子在VDS电场力 的作用下，仍能沿着沟
此，VDS增加的部分基本上降落 在该夹断区内，而沟道中的电
道向漏端漂移，一旦到 场力基本不变，漂移电流基本
达预夹断区的边界处， 不变，所以，从漏端沟道出现
就能被预夹断区内的电 场力扫至漏区，形成漏
预夹断点开始， ID基本不随VDS
VDS ＝ VD － VS =VDD－IDRD－ VS
二、小信号模型
iD Kn vGS VT 2
Kn VGSQ vgs VT 2
漏极信号 电流
Kn VGSQ VT 2 2Kn VGSQ VT vgs Knvg2s
Kn
VGSQ
VT
2 gmvgs
K
nv
2 gs
IDQ id
3. 最大漏源电压V(BR)DS
指发生雪崩击穿时，漏极电流iD急剧上升时的vDS。与vGS有关。
4. 最大栅源电压 V(BR)GS
指PN结电流开始急剧增大时的vGS。
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算 2. 小信号模型分析 3. MOSFET 三种基本放大电路比较
产生谐波或 非线性失真
λ= 0
λ≠ 0
共源极放大电路
例题5.2.4:
电路如图所示，设VDD=5V， Rd=3.9kΩ， VGS=2V， VT=1V， Kn=0.8mA/V2，λ=0.02V-1。试当管工作在饱和区时，试确定电路 的小信号电压增益。
例题5.2.5:
电路如图所示，设Rg1=150kΩ，Rg2=47kΩ，VT=1V，Kn=500μA/V2，λ=0， VDD=5V，-VSS=-5V， Rd=10kΩ， R=0.5kΩ， Rs=4kΩ。求电路的电压增益和 源电压增益、输入电阻和输出电阻。
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
模电课程设计题目
-学生展示自己的设计成果，接受提问与建议
6.教学反馈：收集学生反馈，评估教学效果，调整教学方法
-通过问卷调查、个别谈话等方式了解学生的学习体验
-根据学生反馈调整教学内容和教学策略，以提高教学质量
本节教学内容通过知识梳理、案例研究、设计挑战、实验探究、技术研讨和教学反馈等环节，全方位提升学生对放大电路设计与分析的理解，培养学生在实际工程问题中的解决能力和团队协作能力。
-梳理三极管、场效应晶体管放大电路的设计步骤与关键参数
-强调频率响应、稳定性、线性度等性能指标的重要性
2.案例研究：分析典型放大电路在实际工程中的应用
-研究放大电路在音频、测量、通信等领域的应用案例
-探讨不同应用场景下放大电路设计的特殊要求与解决方案
3.设计挑战：开展小组合作，完成特定要求的放大电路设计任务
-根据给定的技术指标，设计并搭建放大电路
-解决设计过程中遇到的技术难题，优化电路性能
4.实验探究ห้องสมุดไป่ตู้进行放大电路的对比实验，分析不同设计方案的优劣
-对比不同类型放大电路的性能，如A类与AB类功率放大器
-实验观察负反馈对放大电路性能的具体影响
5.技术研讨：组织学生参与放大电路技术研讨会
-邀请行业专家分享放大电路设计经验和最新技术动态
2.技能训练：深入学习负反馈放大电路的设计技巧
-分析不同负反馈类型的优缺点及适用条件
-练习如何通过调整反馈网络来优化放大电路性能
3.实践提高：开展功率放大电路的综合性实验
-结合理论，设计具有过载保护功能的功率放大电路
-实验测试电路的输出功率、效率、失真等性能参数
4.创新思维：鼓励学生探索新型放大电路设计与优化
本节课将围绕以上内容展开，结合教材实例，使学生掌握放大电路的基本原理与分析方法，培养实际设计与应用能力。
6.教学反馈：收集学生反馈，评估教学效果，调整教学方法
-通过问卷调查、个别谈话等方式了解学生的学习体验
-根据学生反馈调整教学内容和教学策略，以提高教学质量
本节教学内容通过知识梳理、案例研究、设计挑战、实验探究、技术研讨和教学反馈等环节，全方位提升学生对放大电路设计与分析的理解，培养学生在实际工程问题中的解决能力和团队协作能力。
-梳理三极管、场效应晶体管放大电路的设计步骤与关键参数
-强调频率响应、稳定性、线性度等性能指标的重要性
2.案例研究：分析典型放大电路在实际工程中的应用
-研究放大电路在音频、测量、通信等领域的应用案例
-探讨不同应用场景下放大电路设计的特殊要求与解决方案
3.设计挑战：开展小组合作，完成特定要求的放大电路设计任务
-根据给定的技术指标，设计并搭建放大电路
-解决设计过程中遇到的技术难题，优化电路性能
4.实验探究ห้องสมุดไป่ตู้进行放大电路的对比实验，分析不同设计方案的优劣
-对比不同类型放大电路的性能，如A类与AB类功率放大器
-实验观察负反馈对放大电路性能的具体影响
5.技术研讨：组织学生参与放大电路技术研讨会
-邀请行业专家分享放大电路设计经验和最新技术动态
2.技能训练：深入学习负反馈放大电路的设计技巧
-分析不同负反馈类型的优缺点及适用条件
-练习如何通过调整反馈网络来优化放大电路性能
3.实践提高：开展功率放大电路的综合性实验
-结合理论，设计具有过载保护功能的功率放大电路
-实验测试电路的输出功率、效率、失真等性能参数
4.创新思维：鼓励学生探索新型放大电路设计与优化
本节课将围绕以上内容展开，结合教材实例，使学生掌握放大电路的基本原理与分析方法，培养实际设计与应用能力。
模拟电路场效应管及其基本放大电路
UGS(off)
信息技术学院
3. 特性
（1）转移特性
在恒流区
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
漏极饱 和电流
(U GS (off ) uGS 0)
夹断 电压
信息技术学院
（2）输出特性
iD f (uDS ) U GS 常量
IDSS g-s电压 控制d-s的 等效电阻
信息技术学院
P 沟道场效应管 D
P 沟道场效应管是在 P 型 硅棒的两侧做成高掺杂的 N 型区(N+)，导电沟道为 P 型， 多数载流子为空穴。 d
P G
N+ 型 沟 道 N+
g
S
s 符号
信息技术学院
2. 工作原理
（1）栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用
uDS=0
UGS（off）
沟道最宽 (a)uGS = 0
2)耗尽型MOS管
夹断 电压
信息技术学院
各类场效应管的符号和特性曲线
种类 结型 N 沟 道 符号 D 转移特性 ID /mA IDSS 漏极特性 UGS= 0V
ID
-
G
S D
UGS(off) O
UGS
O + + + ID O
o
UDS
ID
结型
P 沟 道
O UGS(off) UGS
G
IDSS
S D B
iD f (uGS ) U DS 常量
当场效应管工作在恒流区时，由于输出特性曲线可近似为横轴的一组平行 线，所以可用一条转移特性曲线代替恒流区的所有曲线。输出特性曲线的 恒流区中做横轴的垂线，读出垂线与各曲线交点的坐标值，建立uGS，iD坐 标系，连接各点所得的曲线就是转移特性曲线。
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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 IDOKnVT2 它是 编辑ppt vGS 2VT 时的iD。9
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
L
单位为µm。
编辑ppt
16
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。
（2）夹断电压 VP:VDS为某一定值（如为10V）使iD等于一微
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
3、饱和区： VGS≥ VT，且VDS≥（ VGS － VT ）时，
（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
P沟道MOSFET
耗尽型D 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
增强型：场效应管没有加偏置电编辑压ppt时，没有导电沟道
2
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
编辑ppt
○B g○
○
N沟道耗尽型 s 3
2、工作原理（N沟道增强型）
（1）、VGS=0， 没有导电 沟道
iD＝ 0
s N+
VGS减小到某值时，以致 感应的负电荷消到整个沟道，沟道完全被 夹断。这时即使有漏源电压，也
2
iD
IDSS1
vGS VP
不会有漏极电流。此时的栅源电 压称编为辑p夹pt 断电压（截止电压）1V2 P。
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 2、特性曲线
/V
在饱和 区内，
2
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
vGS( V )
0 VT 2VT
0
编辑ppt
击 穿 区
VD10S
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 1、结构和符号
s
g
d
+ + ++ + + + ++
N+
N+
P 型衬底
d
○
○B g○
○
B
B
VGD>VT
由左到右， VDS 逐渐增大,
B
B
VGD=VT 预夹断
VGD<VT 夹断
v v v 编辑ppt GD GS DS6
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
VGS= VT
0
VDS
编辑ppt
7
3、特性曲线
(1)、输出（漏极）特性曲线
iD IDSS1编辑ppvVt GPS
IDSS为零栅压的 漏极电流，称为
饱和漏极电流13。
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
编辑ppt
○B g○
○
P沟道耗尽型 s 14
PMOS管正常工作时， VDS和 VT必为负值，电 流方向与NMOS管相反。
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
对于典型器件近似有 0.1V 1 沟道长度L
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。
编辑ppt
1
§ 5·1 金属-氧化物-半导体场效应管
g
d
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编辑道ppt的FET称为增强FET5 。
（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
P
s
2、工作原理和特性曲线(详见课本)
编辑ppt
11
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
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
g
d
N+
P 型衬底
B
编辑ppt
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。 4
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 N+
区内V-I特性表达式为
2
2
iD K nv G S V T2 K n V T 编2 辑 ppv V t G T S 1 ID O v V G T S 1 8
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
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
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 V 编辑Tppt2IDOvV G TS 115
5.1.4 沟道长度调制效应
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
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 IDOKnVT2 它是 编辑ppt vGS 2VT 时的iD。9
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
L
单位为µm。
编辑ppt
16
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。
（2）夹断电压 VP:VDS为某一定值（如为10V）使iD等于一微
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
3、饱和区： VGS≥ VT，且VDS≥（ VGS － VT ）时，
（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
P沟道MOSFET
耗尽型D 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
增强型：场效应管没有加偏置电编辑压ppt时，没有导电沟道
2
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
编辑ppt
○B g○
○
N沟道耗尽型 s 3
2、工作原理（N沟道增强型）
（1）、VGS=0， 没有导电 沟道
iD＝ 0
s N+
VGS减小到某值时，以致 感应的负电荷消到整个沟道，沟道完全被 夹断。这时即使有漏源电压，也
2
iD
IDSS1
vGS VP
不会有漏极电流。此时的栅源电 压称编为辑p夹pt 断电压（截止电压）1V2 P。
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 2、特性曲线
/V
在饱和 区内，
2
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
vGS( V )
0 VT 2VT
0
编辑ppt
击 穿 区
VD10S
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 1、结构和符号
s
g
d
+ + ++ + + + ++
N+
N+
P 型衬底
d
○
○B g○
○
B
B
VGD>VT
由左到右， VDS 逐渐增大,
B
B
VGD=VT 预夹断
VGD<VT 夹断
v v v 编辑ppt GD GS DS6
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
VGS= VT
0
VDS
编辑ppt
7
3、特性曲线
(1)、输出（漏极）特性曲线
iD IDSS1编辑ppvVt GPS
IDSS为零栅压的 漏极电流，称为
饱和漏极电流13。
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
编辑ppt
○B g○
○
P沟道耗尽型 s 14
PMOS管正常工作时， VDS和 VT必为负值，电 流方向与NMOS管相反。
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
对于典型器件近似有 0.1V 1 沟道长度L
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。
编辑ppt
1
§ 5·1 金属-氧化物-半导体场效应管
g
d
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编辑道ppt的FET称为增强FET5 。
（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
P
s
2、工作原理和特性曲线(详见课本)
编辑ppt
11
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
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
g
d
N+
P 型衬底
B
编辑ppt
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。 4
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 N+
区内V-I特性表达式为
2
2
iD K nv G S V T2 K n V T 编2 辑 ppv V t G T S 1 ID O v V G T S 1 8
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
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
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 V 编辑Tppt2IDOvV G TS 115
5.1.4 沟道长度调制效应
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