模拟电子技术基础 第三章 场效应晶体管及其放大电路
第3章 场效应晶体管及其放大电路
曲线特点
(1) 对于不同的uDS，对应的转移特性曲线不同。
(2) 当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。
北方民族大学
模拟电子技术基础
iD iD
I DSS
uGS0V uGS1 uGS2 uGS3 uGS4
uGS(off)
uGS3 uGS1 uGS1 O uGS O
uDS
当管子工作于恒流区时
2. 绝缘栅型场效应管，简称IGFET (Isolated Gate Field Effect Transistor)。
北方民族大学
模拟电子技术基础
3.1 结型场效应管
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
N沟道JFET 结构示意图
sgd
SiO2 保护层
P+
N P+
北方民族大学
模拟电子技术基础
形成SiO2保护层
型晶体管。 (c) 体积小、重量轻、耗电省、寿命长。 (d) 噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺
简单。 (e) 在大规模集成电路制造中得到了广泛的应用。
北方民族大学
模拟电子技术基础
场效应管的类型 场效应管按结构可分为 1. 结型场效应管，简称JFET (Junction Field Effect Transistor)。
c. 当uDS进一步增大 –
(2) 零偏漏极电流IDSS (也称为漏极饱和电流)
I i DSS DUDS常 (数 UGS(o)f f ) UG S0
北方民族大学
模拟电子技术基础
(3) 直流输入电阻RGS
R UI GS
GS
G
UDS常 数(0V) UGS常 数(10V)
2．交流参数
《模拟电子技术》读书笔记思维导图
第3章 场效应晶体管及其放大电 路
3.2 场效应晶体管 放大电路
3.1 场效应晶体管
习题
第4章 集成运算放大器
01
4.1 集成 运算放大器 概述
02
4.2 多级 放大电路
03
4.3 差分 放大电路
04
4.4 电流 源电路
06
习题
05
4.5 典型 集成运算放 大器和性能 指标
第5章 功率放大电路
第1章 半导体二极管及其应用电 路
1.1 半导体基本知 识
1.2 半导体二极管
1.3 特殊二极管 习题
第2章 晶体管及其放大电路
01
2.1 半导 体晶体管
02
2.2 放大 电路的基本 概念
04
2.4 放大 电路静态工 作点的稳定
06
习题
03
2.3 放大 电路的分析 方法
05
2.5 共集 电极放大电 路和共基极 放大电路
5.1 功率放大电路 概述
5.2 OCL功率放大电 路
5.3 集成功率放大 电路
习题
第6章 放大电路的频率响应
01
6.1 频率频等 效特性
03
6.3 单管 放大电路的 频率响应
04
6.4 多级 放大电路的 频率特性
06
习题
05
6.5 集成 运算放大器 的频率响应 与相位 补...
04
第4章 集成运算放大 器
05 第5章 功率放大电路
06
第6章 放大电路的频 率响应
目录
07 第7章 放大电路中的 反馈
08
第8章 信号的运算和 处理电路
09
第9章 信号产生与转 换电路
第3章场效应晶体管和基本放大电路 共76页
P沟道（ P MOS） 增强型 耗尽型
栅-源电压为零时无导电沟道的管子称为增强型。 栅-源电压为零时已建立导电沟道的管子称为耗尽型。
1.N沟道增强型MOS管
（1）结构
源极S 栅极G 漏极D SiO2
N+
N+
P型硅衬底
衬底引线B
通常衬底和源极连接 在一起使用。
栅极和衬底各相当于 一个极板，中间是绝缘层， 形成电容。
d
ID
恒流特性。此时可以把ID近
似看成UGS控制的电流源。
g
UDS
称场效应管为电压控制
元件。
UGS
s
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。（对应可变电组区）
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
IDSS UGS=0时产 3 生预夹断时 的漏极电流
2
1
–4 –3 –2 –1 0
(2)转移特性曲线
N沟结型场效应管，栅源之 间加反向电压。
ID /mA
P沟结型场效应管，栅源之
IDSS
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。）
3
UGS(off)
2
1
–4 –3 –2 –1 0
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
模拟电子技术第3章场效应晶体管及其放大电路课件
U GSQ U GS(off)
UDSQ =UDD IDQ (RD RS )
对图b：
UGSQ
R G2V DD R G1 R G2
IDQR S
2
U GSQ
IDQ ID0
1
U GS(th)
UDSQ =UDD IDQ (RD RS )
3.2.2 场效应晶体管的微变等效电路
a)微变等效电路 b)简化微变等效电路 c)高频模型
本章教学要求
•了解场效应晶体管的结构、工作原理，掌握场效应晶体 管的外特性及主要参数；
•掌握场效应晶体管的共源、共漏极放大电路分析方法；
•理解多级放大器的级联方式及其特点，掌握多级放大器 的放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算方法。
3.1 场效应晶体管 3.1.1 结型场效应晶体管 1.结型场效应晶体管的结构和符号
（2）增强型FET加压原则：
•在栅－源极之间加电压，使沟道 开启
•在漏-源极之间加电压，使沟道 中的多数载流子在电场作用下由 源极向漏极作定向移动，形成漏 极电流iD。
(3)工作原理 1)uGS对iD及沟道的控制作用。
a)耗尽层的形成 b)导电沟道的形成
UGS(th)：开启电压，指开始形成沟道时的栅-源极电压。
需的最小|uGS|值
(3)饱和漏极电流IDSS：在uGS=0的条件下，场效应管发生预 夹断时的漏极电流。IDSS是结型场效管管子所能输出的最 大电流。
(4)直流输入电阻RGS：它是在漏-源极间短路的条件下，栅-源 极间加一定电压时栅-源极间的直流电阻。JFET的RGS一般
大于 106Ω，而MOS管的大于 109Ω
例3-1 在图b所示电路中，场效应晶体管的输出特性曲线如图a所示，RD＝5kΩ。 试分析ui为0V、8V和10V三种情况下，uo分别为多少？
数电03场效应晶体管及其放大电路
特别说明
共源小信号低频跨导：gm (A/V、 mA/V)
gm
I D U GS
U DS 常数
gm表征场效应管UGS对ID控制能力的大小， 也表明场效应管是电压控制元件。
场效应管与双极性晶体管的比较
类型 载流子 （电子、空穴） 控制方式 放大参数 输入电阻 输出电阻 热稳定性差 制造工艺 对应极
双极性晶体管
id
D
GT
RS +
ui
ugs
S RD
RG1 RG2
RL
uS -
uo RG1
+UDD RD C2
+
C1+
T
RS
+ ui uS -
RG2 RSS
RL uo CS
id
D
GT
RS +
ui
ugs
S RD
RG1 RG2
RL
uo
uS -
id GD
RS +
ui
RG1 RG2 ugs
uS -
gmugs RD RL uo
S
uo (RD // RL )id RL gmugs
ui ugs
Au
uo ui
RL gmugs ugs
gmRL
ri RG1 // RG2
id GD
ro RD
RS +
ui
RG1 RG2 ugs
gmugs RD RL uo
uS -
S
The End
-+
● - + UDS ID
S UGS G
D
N+
N+
P型硅衬底
1.3 特性曲线
经典模拟电子技术基础知识总结习题(选择,填空,解答题)
1)开关S合上时，电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为
多少？
V：12V A1：12mA A2：6mA
2)开关S打开时，流过稳压管的电流为多少？ IZ：12mA
3)开关S合上，且输入电压由原来30 V上升到33 V时，
此时电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为多少？
V：12V
A1：14mA A2：6mA
7.电路如图所示，试估算输出电压 U o 1 和 U o 2，
并标出输出电压对地极性。
-
-45V
+
+9V
8．电容滤波桥式整流电路及输出电压极性如图所示
u2102si n t( V )试求：
（1）画出图中4只二极管和滤波电容（标出极性）；
（2）正常工作时，Uo =？ 12V
（3）若电容脱焊，Uo=？ 9V
＿偏置。
正向
反向
7.当＿三＿极管工作＿在偏＿置截＿，止＿集＿电区极时＿，＿I＿C≈偏0置；。发射极＿
零或反向
反向
8.当＿三正＿极向＿管＿工偏作置在，＿集＿饱电＿和极＿＿区＿正时＿向，＿U偏CE置≈。0。发射极
9.当NPN硅管处在放大状态时，在三个电极电位中， 以＿＿＿＿集极电的电位最高，＿＿＿发＿射极电位最低， ＿＿＿＿极基和＿＿＿＿极发电射位差等于＿＿＿＿。
28V
（5）若其中一个二极管开路，Uo =？ 20V
10. 试分析图示电路的工作原理， 标出电容电压的极性和 数值，并标出电路能输出约多少大的输出电压和极性。
＋
＋
约
＋
＋
2 U 2 、 22 U 2 、 32 U 2 、 42 U 2
第二章 半导体三极管
一、填充题
1.三极管从结构上看可以分成＿＿N＿PN＿＿和＿＿PN＿P＿＿ 两种类型。
《模拟电子技术(B)》教学大纲
《模拟电子技术(B)》教学大纲（033204，计算机科学与技术、教育技术、软件工程、网络工程、电子信息与科学、应用物理学、微电子科学与工程，学科基础课，56学时，3.5学分）一、课程内容第1章二极管及其基本电路1.1 半导体基础理论知识1.2 PN结1.3 二极管及其应用电路1.4 特殊二极管第2章双极结型晶体管及放大电路基础2.1 双极结型晶体管2.2 基本共射极放大电路2.3 放大电路的分析方法2.4 放大电路静态工作点的选择和稳定问题2.5共集电极放大电路和共基极放大电路2.6 放大电路的频率响应第3章场效应管放大电路3.1 结型场效应管3.2 绝缘栅型场效应管3.3 场效应管放大电路第4章模拟集成电路4.1 集成运算放大器概述4.2 电流源电路4.3 差动放大电路第5章反馈5.1反馈简介5.2反馈的分类5.3 负反馈放大电路的四种组态5.4 负反馈放大电路增益的一般表达式5.5 负反馈放大电路的分析和近似计算5.6 负反馈对放大电路性能的影响第6章信号的运算与处理6.1 基本运算放大电路6.2 滤波电路的基本概念与分类6.3 一阶有源滤波电路第7章信号产生电路7.1 正弦波振荡电路7.2 RC正弦波振荡电路7.3 LC正弦波振荡电路第8章功率放大电路8.1 功率放大电路的一般问题8.2甲类功率放大电路8.3乙类双电源互补对称功率放大电路8.4甲乙类互补对称功率放大电路第9章直流稳压电路9.1 整流电路9.2 滤波电路9.3 稳压电路9.4 集成三端稳压器二、课程说明（一）课程性质、目的、任务模拟电子技术基础是计算机科学与技术、教育技术、微电子、电子信息科学与技术、应用物理等专业在电子技术方面入门的技术基础课，它具有自身的体系，是实践性很强的课程。
本课程的任务是使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容以及为电子技术在专业中的应用打好基础。
《模拟电子技术基础》第3章 双极型晶体管及其基本放大电路
3.2 双极型晶体管
3.2.4 晶体管的共射特性曲线
2.输出特性曲线—— iC=f(uCE) IB=const
以IB为参变量的一族特性曲线
(1)当UCE=0V时，因集电极无收集
作用，IC=0；
(2)随着uCE 的增大，集电区收集电
子的能力逐渐增强，iC 随着uCE 增加而
增加；
(3)当uCE 增加到使集电结反偏电压
电压，集电结应加反向偏置电压。
3.2 双极型晶体管
3.2.3 晶体管的电流放大作用
1. 晶体管内部载流子的传输
如何保证注入的载流
子尽可能地到达集电区？
P
N
IE=IEN + IEP
IEN >> IEP
IC= ICN +ICBO
ICN= IEN – IBN
IEN>> IBN
ICN>>IBN
N
IEP
IE
3. 晶体管的电流放大系数
(1) 共基极直流电流放大系数
通常把被集电区收集的电子所形成的电流ICN 与发射极电流
IE之比称为共基电极直流电流放大系数。
ത
I CN
IE
由于IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN，且ICN>> IBN，ICN>>IEP。通常ത
的值小于1，但≈1，一般
ത
为0.9-0.99。
ത
3.2 双极型晶体管
3.2.3 晶体管的电流放大作用
3. 晶体管的电流放大系数
(2) 共射极直流电流放大系数
I C I CN I CBO I E I CBO ( I C I B ) I CBO
模拟电子技术基础目录
模拟电子技术基础目录模拟电子技术基础目录模拟电子技术基础目录前言教学建议第1章半导体二极管及其应用1.1 半导体物理基础知识1.1.1 本征半导体1.1.2 杂质半导体1.2 pn结1.2.1 pn结的形成1.2.2 pn结的单向导电性1.2.3 pn结的反向击穿特性1.2.4 pn结的电容特性1.3 半导体二极管及其基本电路1.3.1 半导体二极管的伏安特性曲线1.3.2 半导体二极管的主要参数1.3.3 半导体二极管的电路模型1.3.4 二极管基本应用电路1.4 特殊二极管1.4.1 稳压二极管.1.4.2 变容二极管1.4.3 光电二极管1.4.4 发光二极管思考题习题第2章双极型晶体管及其放大电路2.1 双极型晶体管的工作原理2.1.1 双极型晶体管的结构2.1.2 双极型晶体管的工作原理2.2 晶体管的特性曲线2.2.1 共射极输出特性曲线2.2.2 共射极输入特性曲线2.2.3 温度对晶体管特性的影响2.2.4 晶体管的主要参数2.3 晶体管放大电路的放大原理2.3.1 放大电路的组成2.3.2 静态工作点的作用2.3.3 晶体管放大电路的放大原理2.3.4 基本放大电路的组成原则2.3.5 直流通路和交流通路2.4 放大电路的静态分析和设计2.4.1 晶体管的直流模型及静态工作点的估算2.4.2 静态工作点的图解分析法2.4.3 晶体管工作状态的判断方法2.4.4 放大状态下的直流偏置电路2.5 共射放大电路的动态分析和设计2.5.1 交流图解分析法2.5.2 放大电路的动态范围和非线性失真2.5.3 晶体管的交流小信号模型2.5.4 等效电路法分析共射放大电路2.5.5 共射放大电路的设计实例2.6 共集放大电路（射极输出器）2.7 共基放大电路2.8 多级放大电路2.8.1 级间耦合方式2.8.2 多级放大电路的性能指标计算2.8.3 常见的组合放大电路思考题习题第3章场效应晶体管及其放大电路3.1 场效应晶体管3.1.1 结型场效应管3.1.2 绝缘栅场效应管3.1.3 场效应管的参数3.2 场效应管工作状态分析及其偏置电路3.2.1 场效应管工作状态分析3.2.2 场效应管的偏置电路3.3 场效应管放大电路3.3.1 场效应管的低频小信号模型3.3.2 共源放大电路3.3.3 共漏放大电路思考题习题第4章放大电路的频率响应和噪声4.1 放大电路的频率响应和频率失真4.1.1 放大电路的幅频响应和幅频失真4.1.2 放大电路的相频响应和相频失真4.1.3 波特图4.2 晶体管的高频小信号模型和高频参数4.2.1 晶体管的高频小信号模型4.2.2 晶体管的高频参数4.3 晶体管放大电路的频率响应4.3.1 共射放大电路的频率响应4.3.2 共基、共集放大器的频率响应4.4 场效应管放大电路的频率响应4.4.1 场效应管的高频小信号等效电路4.4.2 共源放大电路的频率响应4.5 多级放大器的频率响应4.5.1 多级放大电路的上限频率4.5.2 多级放大电路的下限频率4.6 放大电路的噪声4.6.1 电子元件的噪声4.6.2 噪声的度量思考题习题第5章集成运算放大电路5.1 集成运算放大电路的特点5.2 电流源电路5.3 以电流源为有源负载的放大电路5.4 差动放大电路5.4.1 零点漂移现象5.4.2 差动放大电路的工作原理及性能分析5.4.3 具有电流源的差动放大电路5.4.4 差动放大电路的大信号分析5.4.5 差动放大电路的失调和温漂5.5 复合管及其放大电路5.6 集成运算放大电路的输出级电路5.7 集成运算放大电路举例5.7.1 双极型集成运算放大电路f0075.7.2 cmos集成运算放大电路mc145735.8 集成运算放大电路的外部特性及其理想化5.8.1 集成运放的模型5.8.2 集成运放的主要性能指标5.8.3 理想集成运算放大电路思考题习题第6章反馈6.1 反馈的基本概念及类型6.1.1 反馈的概念6.1.2 反馈放大电路的基本框图6.1.3 负反馈放大电路的基本方程6.1.4 负反馈放大电路的组态和四种基本类型6.2 负反馈对放大电路性能的影响6.2.1 稳定放大倍数6.2.2 展宽通频带6.2.3 减小非线性失真6.2.4 减少反馈环内的干扰和噪声6.2.5 改变输入电阻和输出电阻6.3 深度负反馈放大电路的近似计算6.3.1 深负反馈放大电路近似计算的一般方法6.3.2 深负反馈放大电路的近似计算6.4 负反馈放大电路的稳定性6.4.1 负反馈放大电路的自激振荡6.4.2 负反馈放大电路稳定性的判断6.4.3 负反馈放大电路自激振荡的消除方法思考题习题第7章集成运算放大器的应用7.1 基本运算电路7.1.1 比例运算电路7.1.2 求和运算电路7.1.3 积分和微分运算电路7.1.4 对数和反对数运算电路7.2 电压比较器7.2.1 电压比较器概述7.2.2 单门限比较器7.2.3 迟滞比较器7.2.4 窗口比较器7.3 弛张振荡器7.4 精密二极管电路7.4.1 精密整流电路7.4.2 峰值检波电路7.5 有源滤波器7.5.1 滤波电路的作用与分类7.5.2 一阶有源滤波器7.5.3 二阶有源滤波器7.5.4 开关电容滤波器思考题习题第8章功率放大电路8.1 功率放大电路的特点与分类8.2 甲类功率放大电路8.3 互补推挽乙类功率放大电路8.3.1 双电源互补推挽乙类功率放大电路8.3.2 单电源互补推挽乙类功率放大电路8.3.3 采用复合管的准互补推挽功率放大电路8.4 集成功率放大器8.5 功率器件8.5.1 双极型大功率晶体管8.5.2 功率mos器件8.5.3 绝缘栅双极型功率管及功率模块8.5.4 功率管的保护思考题习题第9章直流稳压电源9.1 直流电源的组成9.2 整流电路9.2.1 单相半波整流电路9.2.2 单相全波整流电路9.2.3 单相桥式整流电路9.2.4 倍压整流电路9.3 滤波电路9.3.1 电容滤波电路9.3.2 电感滤波电路9.3.3 复合型滤波电路9.4 稳压电路9.4.1 稳压电路的主要指标9.4.2 线性串联型直流稳压电路9.4.3 开关型直流稳压电路思考题习题第10章可编程模拟器件与电子电路仿真软件10.1 在系统可编程模拟电路原理与应用10.1.1 isppac10的结构和原理10.1.2 其他isppac器件的结构和原理10.1.3 isppac的典型应用10.2 multisim软件及其应用10.2.1 multisim 8的基本界面10.2.2 元件库10.2.3 仿真仪器10.2.4 仿真分析方法10.2.5 在模拟电路设计中的应用思考题习题第11章集成逻辑门电路11.1 双极型晶体管的开关特性11.2 mos管的开关特性11.3 ttl门电路11.3.1 ttl标准系列与非门11.3.2 其他类型的ttl标准系列门电路11.3.3 ttl其他系列门电路11.4 ecl门电路简介11.5 cmos门11.5.1 cmos反相器11.5.2 其他类型的cmos电路11.5.3 使用cmos集成电路的注意事项11.5.4 cmos其他系列门电路11.6 cmos电路与ttl电路的连接思考题习题参考文献延伸阅读：模拟电子技术基础50问1、空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？答：不是，但是在它的运动中可以将其等效为载流子。
经典模拟电子技术基础知识总结习题(选择,填空,解答题)
第一章 半导体二极管及其应用电路 第六章 运放应用电路
第二章
半导体三极管及其放大电路
第七章
功率放大电路
第三章
场效应晶体管及其放大电路
第八章
波形发生和变换电路
第四章
集成运算放大器
第九章
直流稳压电源
第五章
负反馈放大电路
第十一章～第二十一章
应用篇
第一章 半导体二极管及其应用电路
一、填空： 绝缘体 之间的物 导体 和_______ 1．半导体是导电能力介于_______ 质。 掺杂 特性，制成杂质半导体；利 2．利用半导体的_______ 光敏 特性,制成光敏电阻，利用半 用半导体的_______ 热敏 特性,制成热敏电阻。 导体的_______ 导通 ，加反向电压时 3．PN结加正向电压时_______ 截止 ，这种特性称为PN结的 单向导电 _______ _______ 特性。
饱和 8.当三极管工作在＿＿＿＿区时， UCE ≈0。发射极 正向 正向 ＿＿＿＿偏置，集电极＿＿＿＿偏置。 9.当NPN硅管处在放大状态时，在三个电极电位中， 集电 发射 以＿＿＿＿极的电位最高，＿＿＿＿极电位最低， 基 发射 ＿＿＿＿极和＿＿＿＿极电位差等于＿＿＿＿。 0.7V 10.当 PNP锗管处在放大状态时，在三个电极电位中， 以＿＿＿＿极的电位最高，＿＿＿＿极电位最低， 发射 集电 UBE等于＿＿＿＿。 -0.3V 三个电极的电位分别为 11.晶体三极管放大电路中 ,试判断三极管的 V ,V2 1.2V ,V3 1.5V 类型是 ＿＿＿＿，材料是＿＿＿＿。 1 4V 锗 PNP
T 10．单相桥式整流电容滤波电路，当满足 RLC （3～5） 2 时，负载电阻上的平均电压为_______。 A.1.1U2 B. 0.9U2 C. 1.2 U2 D. 0.45U2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
UGS(off)——
N
栅源截止电压或
夹断电压
=0
g +
d
PP++
N型导电沟道
P+
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
2．当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用
–
s
=0 g
P+
+ d
N型导电沟道
N
P+
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础
3.2 绝缘栅型场效应管
绝缘栅型场效应管的类别
IGFET
增强型 耗尽型
N沟道
P沟道 N沟道 P沟道
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
3.2.1 增强型MOS管
s
结构示意图
Al g
d
N+
N+
SiO2保护层
P b
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
SiO2保护层
Al 引出两个电极
引出栅极
2. 绝缘栅型场效应管，简称IGFET (Isolated Gate Field Effect Transistor)。
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
3.1 结型场效应管
3.1.1 结型场效应管的结构和类型
N沟道JFET 结构示意图
sgd
SiO2 保护层
P+
N P+
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
产生垂直向下的电场
P
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
电场排斥空穴
–
s
–
+g
+
g
iD=0
形成耗 尽层
N+
N+
P
上页
吸引电子
下页 返回
模拟电子技术基础
当uGS =UGS(th)时
–
s
–
+g
+
d
iD=0
N+
N+
出现反型层
P
上页
形成导电沟道
下页 返回
模拟电子技术基础
–
s
–
+g
+ N沟道
d
iD=0
N+
N+
+ –
返回
模拟电子技术基础
各区的特点
(1) 可变电阻区 a. uDS较小 b. 沟道尚未夹断
6
可 变4 电 阻2 区
0
10
20
c. uDS ＜|UGS(off)| + uGS d. 管子相当于受uGS控制的压控电阻
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(2) 放大区
6
a. 沟道预夹断
4
b. uDS≥ |UGS(off)| + uGS
模拟电子技术基础
3 场效应晶体管及其放大电路
3.0 概述
晶体管的主要特点 1. 电流控制型器件。 2. 输入电流大，输入电阻小。 3. 两种极型的载流子都参与导电，又称为双极型晶 体管，简称BJT（Bipolar Junction Transistor)。
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
场效应管，简称FET(Field Effect Transistor )。 场效应管的主要特点 (a) 输入电阻高，可达107 ~1015W。 (b) 起导电作用的是多数（一种）载流子，又称为单极
增强型与耗尽型管子的区别
增强型
当
时
耗尽型
当
时
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
MOSFET符号
N沟道 D
P沟道 D
耗尽型 G 增强型 G
G
S
S
D
D
G
S
S
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
JFET符号
N沟道
P沟道
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
场效应管的特点（与双极型晶体管比较） (1) 场效应管是一种电压控制器件，即通过uGS来控
6
4可 变 电
2阻 区
放大区
0
10
20
截止区
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
各区的特点
6
可
变
电4
(1) 可变电阻区
阻
区2
(a) uDS较小，沟道尚未夹断
0
(b) uDS ＜ uGS– |UGS(th)|
10
20
(c) 管子相当于受uGS控制的电阻
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(2) 放大区(饱和区、恒流区)
1. 工作原理
– s–
+g
+ d
电 路
N+
N+
连
接
图
P
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(1) uGS =0 , uDS≠0
–
s
–
+g
+
d
iD=0
N+
N+
P
源极和漏极之间始终有一个PN结反偏，iD=0
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(2) uGS >0 ,uDS =0 –
s
–
+g
+
d
iD=0
N+
N+
a．0<uDS<|UGS(off)|
(a) 漏极电流iD≠0，
–
uDS增大，iD增大
s
(b) 沿沟道有电位梯度
(c)沿沟道PN结
反偏电压不同
N
(d)沟道PN 结呈楔形
=0 g
P+
N型导电沟道
+ d
uDS
P+
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
b．uDS=|UGS(off)|
(a) iD达到最大值
– s
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
3．当uDS ≥0时，uGS(≤0）对沟道的控制作用
a. uDS和uGS将一起 改变沟道的宽度
– s–
g +
+ d
b.PN结在漏极端 的反偏电压最大 uDG= uDS–uGS
N
c.当uDG=|UGS(off) | 时沟道出现预夹 断
P+
N型导电沟道
P+
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
b．转移特性曲线
管子工作于放大区时函 数表达式
O
转移特性曲线
式中，K为与管子有关的参数。
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
[例] 图示为某一增强型NMOS管的转移特性。试求其 相应的常数K值。
[解] 由图可知，该管的
2
UGS（th）= 2 V
当UGS = 8 V 时，ID = 2 mA 故
上页
(d)沟道反型 层呈楔形
下页 返回
模拟电子技术基础
a. uDS升高
–
S
–
+G
+
D
iD>0
N+
N+
uDS
P
上页
沟道变窄 反型层变窄
下页 返回
模拟电子技术基础
b. 当uGD =uGS–uDS=UG–S(th）时
(a) iD达到 最大值
S
–
+G
N+
+
D
iD>0
N+
(b) 管子预夹断
uDS
P
上页
沟道在漏 极端夹断
– s
+g
d
N+
N+
P
耗尽型MOS管可以在uGS为正或负下工作。
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
2．伏安特性与参数
a．输出特性曲线
6
可4 变 电2 阻 区
0
放大区
10
20
截止区
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
b．转移特性曲线 工作于放大区时 函数表达式
O
转移特性曲线
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
2
放大区
c. iD几乎与uDS无关
0
10
20
d. iD只受uGS的控制 放大区也称为饱和区、恒流区。
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(3) 截止区
a. uGS＜UGS(off) b.沟道完全夹断 c. iD≈0
6 4 2
0
10
20
截止区
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
2．转移特性 定义 表示场效应管的uGS对iD的控制特性
UGS(th)——开启电压
P
N沟道增强型MOS管，简称NMOS 上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(3) 当uGS > UGS(th） ,uDS>0时 –
(a) 漏极电流iD>0 uDS增大，iD增大
S
–
N+
+G
+
D
iD>0
N+
(b) 沿沟道有电位梯度
uDS
(c) 绝缘层内P不同
点的电场强度不 同,左高右低
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
b．UGS(off)<uGS<0
(a) PN结加宽
s–
(b) PN结主要 向N区扩展