模拟电子技术PPT第3章 场效应管放大电路.ppt
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1、13 3.1 .1 场效应场效应场效应场效应管概述管概述管概述管概述3.2 3.2 绝缘绝缘绝缘绝缘栅增强型场效应栅增强型场效应栅增强型场效应栅增强型场效应管管管管3.3 3.3 场效应场效应场效应场效应管放大管放大管放大管放大电路电路电路电路第第三三章章 场效应管场效应管2P P沟沟道道增强增强型型耗尽型耗尽型N N沟沟道道耗尽型耗尽型 增强型增强型3.1 场效应管场效应管概述概述场效应管(场效应管(场效应管(场效应管(FETFET)结型(结型(结型(结型(JFETJFET)(属于耗尽型)(属于耗尽型)(属于耗尽型)(属于耗尽型)绝缘栅型(绝缘栅型(绝缘栅型(绝缘栅型(MOSFETMOSFE
2、T)增强型增强型增强型增强型耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型N N沟道沟道沟道沟道P P沟道沟道沟道沟道N N沟道沟道沟道沟道P P沟道沟道沟道沟道N N沟道沟道沟道沟道P P沟道沟道沟道沟道绝缘栅型(绝缘栅型(绝缘栅型(绝缘栅型(MOSFETMOSFET)3(1)(1)N N N N沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOSMOSMOS管的基本结构管的基本结构管的基本结构管的基本结构结构结构结构结构Bg g栅极栅极d d漏极漏极SiO2s s源极源极N沟道增强型结构示意图电路符号3.2 绝缘栅增强型场效应管绝缘栅增强型场效应管N+N+P P型硅衬底型硅衬底掺杂浓度高掺杂浓度高 多子多子电子
3、电子4(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理 绝缘栅场效应管是通过改变栅绝缘栅场效应管是通过改变栅绝缘栅场效应管是通过改变栅绝缘栅场效应管是通过改变栅-源电压源电压源电压源电压u uGSGS的大小,的大小,的大小,的大小,从而改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少,即改变感从而改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少,即改变感从而改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少,即改变感从而改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少,即改变感应电荷形成的导电沟道的状况,达到控制漏极(漏应电荷形成的导电沟道的状况,达到控制漏极(漏应电荷形成的导电沟道的状况,达到控制漏极(漏应电荷形成的导电沟道的状况,达到控制漏极(漏-源
4、)源)源)源)电流电流电流电流i iD D之目的。之目的。之目的。之目的。1 1)导电沟道的建立)导电沟道的建立)导电沟道的建立)导电沟道的建立(a)(a)u uGSGS=0=0,无导电沟道,无导电沟道,无导电沟道,无导电沟道 (b)(b)u uGSGS U UGS(th)GS(th),建立导电沟道,建立导电沟道,建立导电沟道,建立导电沟道 U UGS(th)GS(th)称为开启电压称为开启电压称为开启电压称为开启电压 g g栅极栅极d d漏极漏极s s源极源极5PNNGSDUDSUGSU UGSGS00时时时时U UGSGS足够大时足够大时足够大时足够大时(U UGSGS U UGSGS(t
5、hth)感应出足够多电感应出足够多电感应出足够多电感应出足够多电子,这里出现以子,这里出现以子,这里出现以子,这里出现以电子导电为主的电子导电为主的电子导电为主的电子导电为主的N N型导电沟道。型导电沟道。型导电沟道。型导电沟道。感应出电感应出电感应出电感应出电子形成子形成子形成子形成N N型薄层型薄层型薄层型薄层形成形成形成形成N N型感生沟道型感生沟道型感生沟道型感生沟道U UGSGS(thth)为开启为开启为开启为开启电压电压电压电压(b)(b)u uGSGS 0 0,建立导电沟道,建立导电沟道,建立导电沟道,建立导电沟道 栅极栅极栅极栅极漏极漏极漏极漏极源极源极源极源极6PNNGSDU
6、DSUGS当当当当U UDSDS不太大时,不太大时,不太大时,不太大时,导电沟道在两个导电沟道在两个导电沟道在两个导电沟道在两个N N区间是均匀的。区间是均匀的。区间是均匀的。区间是均匀的。U UGSGS U UGS(th)GS(th)U UDSDS增加,但增加,但增加,但增加,但U UDSDS UGS-UGS(th)时,场效应管在时,场效应管在恒流放大区恒流放大区。IG3 3)u uGSGS对对对对i iD D的控制作用的控制作用的控制作用的控制作用UGS UGS(th)UDS增加,增加,UDS=UGS-UGS(th)时,时,靠近靠近D端的沟端的沟道被夹断,称道被夹断,称为予夹断。为予夹断。
7、夹断后,即使夹断后,即使UDS 继续增加,继续增加,ID仍呈恒流特仍呈恒流特性性。8MOSMOS管在正常工作情况下,管在正常工作情况下,管在正常工作情况下,管在正常工作情况下,u uDSDS、U UGS(th)GS(th)是确定的,则是确定的,则是确定的,则是确定的,则3 3)u uGSGS对对对对i iD D的控制作用的控制作用的控制作用的控制作用式中:式中:式中:式中:I IDODO为为为为u uGSGS=2=2U UGS(th)GS(th)时的时的时的时的i iD D值值值值 在满足上式的情况下,只要改变在满足上式的情况下,只要改变在满足上式的情况下,只要改变在满足上式的情况下,只要改变
8、u uGSGS的值,就有一的值,就有一的值,就有一的值,就有一个确定的个确定的个确定的个确定的i iD D与之对应,从而实现与之对应,从而实现与之对应,从而实现与之对应,从而实现u uGSGS对对对对i iD D的控制。的控制。的控制。的控制。9N N沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的特性曲线管的特性曲线管的特性曲线管的特性曲线转移特性转移特性uGS 0iDUGS(th)(3)(3)特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线K是与管子有关的参数g gd ds s衬底衬底衬底衬底+_ _u uGSGSi iDDig=0ig=0i iDD是时的iD10 0 0u uDSDS/v/v10
9、1020201 12 23 34 4i iD D/mA/mAu uGSGS=3 =3 V Vu uGSGS=2.5 =2.5 V Vu uGSGS=2 =2 V Vu uGSGS=3.5 =3.5 V V可变电阻区可变电阻区可变电阻区可变电阻区 线性放大区线性放大区线性放大区线性放大区N N沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的特性曲线管的特性曲线管的特性曲线管的特性曲线输出特性输出特性输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线也可分为也可分为也可分为也可分为 可变电阻区;可变电阻区;可变电阻区;可变电阻区;饱和区;饱和区;饱和区;饱和区;截止区;截止区;截止区;截止区
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