§15.9 场效晶体管及其放大电路普通晶体管是电流控制元件,通过控制基极电流达 到控制集电极电流的目的由于信号源必须提供一 定的电流才能工作,因此它的输入电阻较低,仅有 102—104 场效应管则是电压控制元件,它的输出电流取决于 端电压的大小,基本上不需要信号源提供电流,所 以它的输入电阻很高,可高达109 — 1014场效应管结型场效应管绝缘栅场效应管GDSN+N+P绝缘栅场效应 管的分类增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道源极:S漏极:D栅极:G1、增强型绝缘栅场效应管GDS15.9.1 绝缘栅场效晶体管GDSN+N+PUGSN沟道增强型绝缘栅场效应管 导电沟道的形成GDSN+N+PEGN沟道增强型绝缘栅场效应管的导通EDID开启电压UGS(th)在一定的漏—源电压 UDS下,使场效应管 由不导通变为导通的 临界栅—源电压,称 为开启电压无沟道有沟道UDS=常数UGS(V )ID (mA)0转移特性曲线漏极特性曲线(也叫输出特性曲线)N沟道增强型场效应管的特性曲线UGS=1V2V3V4VID (mA)UDS(V )0(输入电压对输出电流的 控制特性)GDSNP+P+GDSP沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及表示符号 :2、耗尽型绝缘栅场效应管GDSN+N+PN沟道耗尽型绝缘栅管的结构GDS 对应的符号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。
若在场效应管加上栅源电 压UGS,则原始沟道的大 小将受该电压的控制,即 漏源之间的导电能力受栅 源电压UGS控制耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线转移特性曲线UGS(V )UDS=常数ID (mA)0IDSS-1-2-3124812漏极特性曲线ID (mA)UDS(V )01-2-1UGS=0V转移特性方程 :场效应管的主要参数:开启电压:UGS(th)夹断电压:UGS(off)饱和漏源电流:IDSS跨导:gmgm =漏源击穿电压:UDS(BR) 栅源击穿电压:UGS(BR)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 良好双极型晶体管场场效应应管 载载流子两种载载流子同时时参与 导电导电 故称为为双极型晶 体管只有一种载载流子参与 导电导电 故称为单为单 极型晶 体管控制方式电电流控制电压电压 控制 类类型NPN型和PNP型N沟道和P沟道 放大参数20-100gm=1-5mA/V输输入电电阻rce=102-104 rds=107-1014 输输出电电阻很高很高 热稳热稳 定性差好制造工艺艺较较复杂杂简单简单 、成本低 对应对应 极基极 发发射极 集电电极栅栅极 源极 漏极场效应管和双极型晶体管的比较15.9.2 场效晶体管放大电路场效晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点,场效晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点,常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放 大电路。
大电路 场效晶体管的源极、漏极、栅极相当于双极型场效晶体管的源极、漏极、栅极相当于双极型 晶体管的发射极、集电极、基极晶体管的发射极、集电极、基极 场效晶体管的共源极放大电路和源极输出器与场效晶体管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在 结构上也相类似结构上也相类似 场效晶体管放大电路的分析与双极型晶体管放场效晶体管放大电路的分析与双极型晶体管放 大电路一样,包括静态分析和动态分析大电路一样,包括静态分析和动态分析 二、场效应管放大电路1、自给偏压 偏置电路静态值:RS:源极电阻;CS:源极旁路电容;RG:栅极电阻;RD:漏极电阻;C1、C1 :耦合电容;uiCSC1RD+RSRG+UDDC2+u0只适用于N沟道耗尽型绝缘栅场效晶体管2、分压式偏置电路ui CSC1RDRG1+RSRG2+Ucc C3+RG求:静态值、电压放大倍数载电阻RL=10k所用场效应管为N沟道耗尽型, IDSS =0.9mA,UGS(off)=–4V,gm=1.5mA/V。
例已知UDD =20V,RG=10k,RS=10k,RG1= 200k,RG2=51k,RG=1M ,输出端接有负解解由直流偏置电路,及ui CSC1RDRG1+RSRG2+Ucc C3+RG接有负载电阻RL=10k所用场效应管为N沟道耗 尽型,IDSS=0.9mA,UGS(off)= – 4V,gm=1.5mA/V 例已知UDD =20V,RG=10k,RS=10k, RG1=200k,RG2=51k,RG=1M ,输出端解之得2、分压式偏置电路输入电阻:uiRGu0RG2RG1RL‘交流通路输出电阻:输出电压:场效应管等效电路:电压放大倍数:动态分析当源极的上部分电阻未被旁路时uiRS’RGu0RG2RG1RL’G S故电压放大倍数:3.源极输出器电压放大倍数特点与晶体管的特点与晶体管的 射极输出器一样射极输出器一样uiC1RG1+RSRG2+UDDC2+RG u0T作业P90 15.9.1。