要小在在预夹预夹断断处处UGD=UGS-UDS =UP 3.3.1.1.3 3特性曲线特性曲线UGS0IDIDSSUP饱和漏极电流饱和漏极电流夹断电压夹断电压转移特性曲线转移特性曲线一定一定一定一定U U U UDSDSDSDS下的下的下的下的I I I ID D D D-U-U-U-UGSGSGSGS曲线曲线曲线曲线1.P1.P1.P1.P沟道沟道沟道沟道 予夹断曲线予夹断曲线IDU DS2VUGS=0V1V3V4V5V可变电阻区可变电阻区夹断区夹断区恒流区恒流区输出特性曲线输出特性曲线0 转移特性曲线转移特性曲线输出特性曲线输出特性曲线N N N N沟道沟道沟道沟道JFETJFETJFETJFET ①① 夹断电压夹断电压UP (或或UGS(off))：：②② 饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS：： ③③ 低频跨导低频跨导gm：：或或3.3.3.3.1.1.1.1.4 4 4 4 主要参数主要参数漏极电流约为零时的漏极电流约为零时的UGS值值 UGS=0时对应的漏极电流时对应的漏极电流 低频跨导反映了低频跨导反映了UGS对对iD的控制作用的控制作用gm可以在转移特可以在转移特性曲线上求得，单位是性曲线上求得，单位是mS(毫西门子毫西门子)。
④④ 输出电阻输出电阻rd：： 结型场效应管的缺点：结型场效应管的缺点：1. 1. 1. 1. 栅源极间的电阻虽然可达栅源极间的电阻虽然可达栅源极间的电阻虽然可达栅源极间的电阻虽然可达101010107 7 7 7以上，但在以上，但在以上，但在以上，但在某些场合仍嫌不够高某些场合仍嫌不够高某些场合仍嫌不够高某些场合仍嫌不够高3. 3. 栅源极间的栅源极间的PNPN结加正向电压时，将出现结加正向电压时，将出现较大的栅极电流较大的栅极电流绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题2. 2. 2. 2. 在高温下，在高温下，在高温下，在高温下，PNPNPNPN结的反向电流增大，栅源结的反向电流增大，栅源结的反向电流增大，栅源结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降极间的电阻会显著下降极间的电阻会显著下降极间的电阻会显著下降 MOSFET MOSFET MOSFET MOSFET管是管是管是管是FETFETFETFET的一种（另一种是的一种（另一种是的一种（另一种是的一种（另一种是JFETJFETJFETJFET），可以），可以），可以），可以被制造成增强型或耗尽型，被制造成增强型或耗尽型，被制造成增强型或耗尽型，被制造成增强型或耗尽型，P P P P沟道或沟道或沟道或沟道或N N N N沟道，因此沟道，因此沟道，因此沟道，因此MOSFETMOSFETMOSFETMOSFET有有有有N N N N沟道和沟道和沟道和沟道和P P P P沟道之分，而且每一类又分为增强沟道之分，而且每一类又分为增强沟道之分，而且每一类又分为增强沟道之分，而且每一类又分为增强型和耗尽型两种，共型和耗尽型两种，共型和耗尽型两种，共型和耗尽型两种，共4 4 4 4种类型。
种类型3.2 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管 3.2.1 结构和电路符号结构和电路符号PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层导电沟道导电沟道金属铝金属铝GSDN沟道增强型沟道增强型 N 沟道耗尽型沟道耗尽型PNNGSD予埋了导予埋了导电沟道电沟道 GSD NPPGSDGSDP 沟道增强型沟道增强型 P 沟道耗尽型沟道耗尽型NPPGSDGSD予埋了导予埋了导电沟道电沟道 3.2.2MOS管的工作原理管的工作原理以以N 沟道增强型为例沟道增强型为例PNNGSDUDSUGSUGS=0时时D-S 间间相当于相当于两个反接的两个反接的PN结结ID=0对应截止区对应截止区 PNNGSDUDSUGSUGS>0时时U U U UGSGSGSGS足够大时（足够大时（足够大时（足够大时（U U U UGSGSGSGS> > > >U U U UT T T T））））感应感应感应感应出足够多电子，这里出现以电出足够多电子，这里出现以电出足够多电子，这里出现以电出足够多电子，这里出现以电子导电为主的子导电为主的子导电为主的子导电为主的N N N N型导电沟道型导电沟道型导电沟道型导电沟道。
感应出电子感应出电子U UT T称为阈值电压称为阈值电压 U U U UGSGSGSGS较小时，导较小时，导较小时，导较小时，导电沟道相当于电电沟道相当于电电沟道相当于电电沟道相当于电阻将阻将阻将阻将D-SD-SD-SD-S连接起连接起连接起连接起来，来，来，来，U U U UGSGSGSGS越大此越大此越大此越大此电阻越小电阻越小电阻越小电阻越小PNNGSDUDSUGS PNNGSDUDSUGS当当U UDSDS不太大不太大时，导电沟时，导电沟道在两个道在两个N N区区间是均匀的间是均匀的当当U UDSDS较大较大时，靠近时，靠近D D区的导电沟区的导电沟道变窄 PNNGSDUDSUGS夹断后，即夹断后，即使使UDS 继续继续增加，增加，ID仍仍呈恒流特性呈恒流特性IDUDS增加，增加，UGD=UT 时，时，靠近靠近D端的沟道被夹断，端的沟道被夹断，称为予夹断称为予夹断 绝缘栅型场效应管特性曲线1)增强型MOS管2)耗尽型MOS管夹断电压开启电压 各种场效应管所加偏压极性小结 1.直流参数直流参数 场效应管直流参数主要是保证其工作在合适的电路状场效应管直流参数主要是保证其工作在合适的电路状态即可变电阻区、夹断区、恒流区。
态即可变电阻区、夹断区、恒流区1 1 1 1）饱和漏极电流）饱和漏极电流）饱和漏极电流）饱和漏极电流I I I IDSSDSSDSSDSS ：耗尽型和结型场效应管的一个重要参数：耗尽型和结型场效应管的一个重要参数：耗尽型和结型场效应管的一个重要参数：耗尽型和结型场效应管的一个重要参数, , , , 它的定义是当栅源之间的电压它的定义是当栅源之间的电压它的定义是当栅源之间的电压它的定义是当栅源之间的电压U U U UGSGSGSGS等于零等于零等于零等于零, , , ,而漏、源之间的电压而漏、源之间的电压而漏、源之间的电压而漏、源之间的电压U U U UDSDSDSDS大于夹断电压大于夹断电压大于夹断电压大于夹断电压U U U UP P P P时对应的漏极电流时对应的漏极电流时对应的漏极电流时对应的漏极电流 2 2 2 2）夹断电压）夹断电压）夹断电压）夹断电压U U U UP P P P: : : :耗尽型和结型场效应管重要参数耗尽型和结型场效应管重要参数耗尽型和结型场效应管重要参数耗尽型和结型场效应管重要参数, , , , 其定义为当其定义为当其定义为当其定义为当U U U UDSDSDSDS一定时一定时一定时一定时, , , ,使使使使I I I ID D D D减小到某一个微小电流减小到某一个微小电流减小到某一个微小电流减小到某一个微小电流( ( ( (如如如如1μA, 50μA)1μA, 50μA)1μA, 50μA)1μA, 50μA)时所需的时所需的时所需的时所需的U U U UGSGSGSGS值。
值3 3 3 3）开启电压）开启电压）开启电压）开启电压U U U UT T T T: : : :U U U UT T T T是增强型场效应管的重要参数是增强型场效应管的重要参数是增强型场效应管的重要参数是增强型场效应管的重要参数, , , , 它的定义是当它的定义是当它的定义是当它的定义是当U U U UDSDSDSDS一定时一定时一定时一定时, , , , 漏极电流漏极电流漏极电流漏极电流I I I ID D D D达到某一数值达到某一数值达到某一数值达到某一数值( ( ( (例如例如例如例如10μA)10μA)10μA)10μA)时所需加的时所需加的时所需加的时所需加的U U U UGSGSGSGS值4 4 4 4）直流输入电阻）直流输入电阻）直流输入电阻）直流输入电阻R R R RGSGSGSGS: : : :栅、源之间所加电压与产生的栅极电流之比栅、源之间所加电压与产生的栅极电流之比栅、源之间所加电压与产生的栅极电流之比栅、源之间所加电压与产生的栅极电流之比由于栅极几乎不索取电流由于栅极几乎不索取电流由于栅极几乎不索取电流由于栅极几乎不索取电流, , , , 因此输入电阻很高。
结型为因此输入电阻很高结型为因此输入电阻很高结型为因此输入电阻很高结型为101010106 6 6 6 ΩΩΩΩ以上，以上，以上，以上，MOSMOSMOSMOS管可达管可达管可达管可达1010101010101010ΩΩΩΩ以上3.2.3 场场效效应应管的主要参数管的主要参数 2. 2. 2. 2. 交流参数交流参数交流参数交流参数场效应管交流参数也称为动态参数，主要是研究场效应管交流参数也称为动态参数，主要是研究场效应管交流参数也称为动态参数，主要是研究场效应管交流参数也称为动态参数，主要是研究场效应管交流性能时涉及的性能参数场效应管交流性能时涉及的性能参数场效应管交流性能时涉及的性能参数场效应管交流性能时涉及的性能参数1 1 1 1））））低频跨导低频跨导低频跨导低频跨导g g g gmmmmg g g gmmmm是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用具是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用具是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用具是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用具体公式为：体公式为：体公式为：体公式为： 2 2 2 2））））极间电容极间电容极间电容极间电容场效应管三个电极之间的电容，包括场效应管三个电极之间的电容，包括场效应管三个电极之间的电容，包括场效应管三个电极之间的电容，包括C C C CGSGSGSGS、、、、C C C CGDGDGDGD和和和和C C C CDSDSDSDS。
这些极间电容愈小这些极间电容愈小这些极间电容愈小这些极间电容愈小, , , , 则管子的高频性能愈好一般为几则管子的高频性能愈好一般为几则管子的高频性能愈好一般为几则管子的高频性能愈好一般为几个个个个pFpFpFpF3 3 3 3））））输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻r r r rd d d d说明了说明了说明了说明了u u u uDSDSDSDS对对对对i i i iD D D D的影响，是输出特性某一点上的影响，是输出特性某一点上的影响，是输出特性某一点上的影响，是输出特性某一点上切线的斜率倒数切线的斜率倒数切线的斜率倒数切线的斜率倒数在饱和区（线性放大区），在饱和区（线性放大区），在饱和区（线性放大区），在饱和区（线性放大区），i i i iD D D D随随随随u u u uDSDSDSDS改变很小，因此改变很小，因此改变很小，因此改变很小，因此r r r rd d d d的的的的数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间 极限参数极限参数极限参数极限参数(the maximum parameter)(the maximum parameter)(the maximum parameter)(the maximum parameter)是管子在正常工作是管子在正常工作是管子在正常工作是管子在正常工作状态不允许超过的参数。
如果超越，可能会损坏管子状态不允许超过的参数如果超越，可能会损坏管子状态不允许超过的参数如果超越，可能会损坏管子状态不允许超过的参数如果超越，可能会损坏管子1 1））漏极最大允许耗散功率漏极最大允许耗散功率P PDMDM2 2 2 2））））漏、源间击穿电压漏、源间击穿电压漏、源间击穿电压漏、源间击穿电压U U U U（（（（BRBRBRBR））））DSDSDSDS3 3 3 3））））栅源间击穿电压栅源间击穿电压栅源间击穿电压栅源间击穿电压U U U U（（（（BRBRBRBR））））GSGSGSGS 3. 3. 3. 3. 极限参数极限参数极限参数极限参数 (2) (2) (2) (2) 场效应三极管的型号场效应三极管的型号场效应三极管的型号场效应三极管的型号 场效应三极管的型号场效应三极管的型号场效应三极管的型号场效应三极管的型号, , , , 现行有两种命名方法其一现行有两种命名方法其一现行有两种命名方法其一现行有两种命名方法其一是与双极型三极管相同，第三位字母是与双极型三极管相同，第三位字母是与双极型三极管相同，第三位字母是与双极型三极管相同，第三位字母J J J J代表结型场代表结型场代表结型场代表结型场效应管，效应管，效应管，效应管，O OO O代表绝缘栅场效应管。
第二位字母代表代表绝缘栅场效应管第二位字母代表代表绝缘栅场效应管第二位字母代表代表绝缘栅场效应管第二位字母代表材料，材料，材料，材料，D D D D是是是是P P P P型硅，反型层是型硅，反型层是型硅，反型层是型硅，反型层是N N N N沟道；沟道；沟道；沟道；C C C C是是是是N N N N型硅型硅型硅型硅P P P P沟道如,3DJ6D,3DJ6D,3DJ6D,3DJ6D是结型是结型是结型是结型N N N N沟道场效应三极管，沟道场效应三极管，沟道场效应三极管，沟道场效应三极管，3DO6C3DO6C3DO6C3DO6C是绝缘栅型是绝缘栅型是绝缘栅型是绝缘栅型N N N N沟道场效应三极管沟道场效应三极管沟道场效应三极管沟道场效应三极管 第二种命名方法是第二种命名方法是第二种命名方法是第二种命名方法是CS××#CS××#CS××#CS××#，，，，CSCSCSCS代表场效应管，代表场效应管，代表场效应管，代表场效应管，××××××××以数字代表型号的序号，以数字代表型号的序号，以数字代表型号的序号，以数字代表型号的序号，# # # #用字母代表同一型号用字母代表同一型号用字母代表同一型号用字母代表同一型号中的不同规格。
例如中的不同规格例如中的不同规格例如中的不同规格例如CS14ACS14ACS14ACS14A、、、、CS45GCS45GCS45GCS45G等 几种常用场效应三极管的主要参数 双极型三极管与场效应三极管的比较 双极型三极管双极型三极管双极型三极管双极型三极管 场效应三极管场效应三极管场效应三极管场效应三极管 结构结构结构结构 NPNNPNNPNNPN型型型型 结型结型结型结型 N N N N沟道沟道沟道沟道 P P P P沟道沟道沟道沟道 与与与与 PNPPNPPNPPNP型型型型 绝缘栅绝缘栅绝缘栅绝缘栅 增强型增强型增强型增强型 N N N N沟道沟道沟道沟道 P P P P沟道沟道沟道沟道 分类分类分类分类 C C C C与与与与E E E E一般不可一般不可一般不可一般不可 绝缘栅绝缘栅绝缘栅绝缘栅 耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型 N N N N沟道沟道沟道沟道 P P P P沟道沟道沟道沟道 倒置使用倒置使用倒置使用倒置使用 D D D D与与与与S S S S有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用 载流子载流子载流子载流子 多子扩散少子漂移多子扩散少子漂移多子扩散少子漂移多子扩散少子漂移 多子漂移多子漂移多子漂移多子漂移 输入量输入量输入量输入量 电流输入电流输入电流输入电流输入 电压输入电压输入电压输入电压输入 控制控制控制控制 电流控制电流源电流控制电流源电流控制电流源电流控制电流源 电压控制电流源电压控制电流源电压控制电流源电压控制电流源 噪声噪声噪声噪声 较大较大较大较大 较小较小较小较小温度特性温度特性温度特性温度特性 受温度影响较大受温度影响较大受温度影响较大受温度影响较大 较小，且有零温度系数点较小，且有零温度系数点较小，且有零温度系数点较小，且有零温度系数点输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 几十到几千欧姆几十到几千欧姆几十到几千欧姆几十到几千欧姆 几兆欧姆以上几兆欧姆以上几兆欧姆以上几兆欧姆以上静电影响静电影响静电影响静电影响 不受静电影响不受静电影响不受静电影响不受静电影响 易受静电影响易受静电影响易受静电影响易受静电影响集成工艺集成工艺集成工艺集成工艺 不易大规模集成不易大规模集成不易大规模集成不易大规模集成 适宜大规模和超大规模集成适宜大规模和超大规模集成适宜大规模和超大规模集成适宜大规模和超大规模集成 3.3 场效应管放大电路场效应管放大电路（a）共源电路 （b）共漏电路 （c）共栅电路场效应管放大电路的三种接法场效应管放大电路的三种接法场效应管放大电路的三种接法 场效应管必须工作在放大区，即必须采用合适的直场效应管必须工作在放大区，即必须采用合适的直场效应管必须工作在放大区，即必须采用合适的直场效应管必须工作在放大区，即必须采用合适的直流电流将其工作点（流电流将其工作点（流电流将其工作点（流电流将其工作点（U U U UDSDSDSDS，，，，I I I ID D D D）设置于输出特性曲线的）设置于输出特性曲线的）设置于输出特性曲线的）设置于输出特性曲线的放大区，且保持稳定。
与晶体管放大电路相类似，场效放大区，且保持稳定与晶体管放大电路相类似，场效放大区，且保持稳定与晶体管放大电路相类似，场效放大区，且保持稳定与晶体管放大电路相类似，场效应管放大电路有共源、共漏、共栅三种接法，它们的交应管放大电路有共源、共漏、共栅三种接法，它们的交应管放大电路有共源、共漏、共栅三种接法，它们的交应管放大电路有共源、共漏、共栅三种接法，它们的交流通路如图所示流通路如图所示流通路如图所示流通路如图所示 3.3.1场效应管放大电路的直流偏置与静态分析场效应管放大电路的直流偏置与静态分析1.自偏压电路 2.分压器式自偏压电路 3.3.2 场效应管放大电路的动态分析场效应管放大电路的动态分析¢1.场效应管小信号模型场效应管小信号模型(a) 结型场效应管小信号模型 (b)绝缘栅型场效应管小信号模型 由于结型场效应管的输入电阻比绝缘栅场效应管小，所由于结型场效应管的输入电阻比绝缘栅场效应管小，所由于结型场效应管的输入电阻比绝缘栅场效应管小，所由于结型场效应管的输入电阻比绝缘栅场效应管小，所以结型场效应管的小信号模型保留了电阻以结型场效应管的小信号模型保留了电阻以结型场效应管的小信号模型保留了电阻以结型场效应管的小信号模型保留了电阻r r r rgsgsgsgs，如图（，如图（，如图（，如图（a a a a），），），），而绝缘栅场效应管输入电阻趋近于无穷大，所以小信号模而绝缘栅场效应管输入电阻趋近于无穷大，所以小信号模而绝缘栅场效应管输入电阻趋近于无穷大，所以小信号模而绝缘栅场效应管输入电阻趋近于无穷大，所以小信号模型中不再画输入电阻，直接将栅型中不再画输入电阻，直接将栅型中不再画输入电阻，直接将栅型中不再画输入电阻，直接将栅- - - -源之间开路处理，如图源之间开路处理，如图源之间开路处理，如图源之间开路处理，如图（（（（b b b b）。
对于结型场效应管当小信号作用时，可以用IDQ来近似iD，所以 对于增强型对于增强型对于增强型对于增强型MOSMOSMOSMOS管管管管 当场效应管用在高频或脉冲电路时，极间电容的影响不当场效应管用在高频或脉冲电路时，极间电容的影响不当场效应管用在高频或脉冲电路时，极间电容的影响不当场效应管用在高频或脉冲电路时，极间电容的影响不能忽略，此时场效应管需用高频模型如图能忽略，此时场效应管需用高频模型如图能忽略，此时场效应管需用高频模型如图能忽略，此时场效应管需用高频模型如图3-183-183-183-18所示图3-18场效应管高频小信号模型 2.应用小信号模型法分析场效应管放大电路应用小信号模型法分析场效应管放大电路（a）电路 （b）微变等效电路中频电压增益中频电压增益中频电压增益中频电压增益 输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻: : : :根据输入电阻、输出电阻根据输入电阻、输出电阻根据输入电阻、输出电阻根据输入电阻、输出电阻: : : :R R R Ri i i i=∞ ; =∞ ; =∞ ; =∞ ; R R R RO OO O= = = =R R R RD D D D 1 1 1 1）共源极放大器）共源极放大器）共源极放大器）共源极放大器 2）.共漏放大电路的动态分析a.静态： b.b.b.b.动态计算动态计算动态计算动态计算 48三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较组态对应关系：组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET电压增益：电压增益：CE：：CC：：CB：：CS：：CD：：CG：： 49输出电阻：输出电阻：三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较BJTFET输入电阻：输入电阻：CE：：CC：：CB：：CS：：CD：：CG：：CE：：CC：：CB：：CS：：CD：：CG：： 第三章 结束不做教学要求内容，不做教学要求内容，有兴趣者自学有兴趣者自学 。