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1、5.1 金属金属-氧化物氧化物-半导体半导体（MOS）场效应管场效应管5.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET5.1.5 MOSFET的主要参数的主要参数5.1.2 N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET5.1.3 P沟道沟道MOSFET5.1.4 沟道长度调制效应沟道长度调制效应P沟道沟道耗尽型耗尽型P沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道增强型增强型N沟道沟道N沟道沟道（耗尽型）（耗尽型）FET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型(IGFET)耗尽型耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在增强型增强型：场效应管没有加偏置
2、电压时，没有导电沟道：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道场效应管的分类：场效应管的分类：5.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET2. 工作原理工作原理（1）vGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用当当vGSGS00时时 无导电沟道，无导电沟道， d、s间加电压时，也间加电压时，也无电流产生。无电流产生。当当00vGSGS V VT T ）时，时，vDSDS iD D 沟道电位梯度沟道电位梯度 整个沟道呈整个沟道呈楔形分布楔形分布当当vGSGS一定（一定（vGSGS V VT T ）时，时，vDSDS iD D 沟道电位梯度沟道电位梯度 当当vDSDS增加到使增加到使vGDGD= =V
3、VT T 时，时，在紧靠漏极处出现预夹断。在紧靠漏极处出现预夹断。2. 工作原理工作原理（2）vDS对沟道的控制作用对沟道的控制作用在预夹断处：在预夹断处：vGDGD= =vGSGS- -vDSDS = =V VT T预夹断后，预夹断后，vDSDS 夹断区延长夹断区延长沟道电阻沟道电阻 iD D基本不变基本不变2. 工作原理工作原理（2）vDS对沟道的控制作用对沟道的控制作用2. 工作原理工作原理（3） vDS和和vGS同时作用时同时作用时 vDSDS一定，一定，vGSGS变化时变化时 给定一个给定一个vGSGS ，就有一条不同就有一条不同的的 iD D vDSDS 曲线曲线。3. V-I 特
4、性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程）输出特性及大信号特性方程 截止区截止区当当vGSVT时时，导导电电沟沟道道尚尚未未形形成成，iD0，为为截截止止工工作状态。作状态。3. V-I 特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程）输出特性及大信号特性方程 可变电阻区可变电阻区 vDS（vGSVT）由于由于vDS较小较小，可，可近似为近似为rdso是是一个受一个受vGS控制的可变电阻控制的可变电阻 3. V-I 特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程）输出特性及大信号特性方程 可变电
5、阻区可变电阻区 n ：反型层中电子迁移率反型层中电子迁移率Cox ：栅栅极极（与与衬衬底底间间）氧氧化层单位面积电容化层单位面积电容本征电导因子本征电导因子其中其中Kn为电导常数为电导常数，单位：单位：mA/VmA/V2 23. V-I 特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（1）输出特性及大信号特性方程）输出特性及大信号特性方程 饱和区饱和区（恒流区又称放大区）（恒流区又称放大区）vGSGS VT ，且且vDSDS（v vGSGSVT）是是vGSGS2 2VT时的时的iD D V V- -I I 特性：特性：3. V-I 特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（2）转移特
6、性）转移特性5.1.3 P沟道沟道MOSFETN增强型增强型N耗尽型耗尽型5.2 MOSFET放大电路放大电路5.2.1 MOSFET放大电路放大电路1. 直流偏置及静态工作点的计算直流偏置及静态工作点的计算2. 图解分析图解分析3. 小信号模型分析小信号模型分析*5.2.2 带带PMOS负载的负载的NMOS放大电路放大电路5.2.1 MOSFET放大电路放大电路1. 直流偏置及静态工作点的计算直流偏置及静态工作点的计算（1）简单的共源极放大电路简单的共源极放大电路（N沟道）沟道）共源极放大电路共源极放大电路直流通路直流通路5.2.1 MOSFET放大电路放大电路1. 直流偏置及静态工作点的计
7、算直流偏置及静态工作点的计算（1）简单的共源极放大电路简单的共源极放大电路（N沟道）沟道）假设工作在饱和区，即假设工作在饱和区，即验证是否满足验证是否满足如果不满足，则说明假设错误如果不满足，则说明假设错误须满足须满足VGS VT ，否则工作在截止区否则工作在截止区再假设工作在可变电阻区再假设工作在可变电阻区即即假设工作在饱和区假设工作在饱和区满足满足假设成立，结果即为所求。假设成立，结果即为所求。解：解：例：例：设设Rg1=60k ，Rg2=40k ，Rd=15k ，试计算电路的静态漏极电流试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源和漏源电压电压VDSQ 。VDD=5V， VT=1V，5.2.1
8、MOSFET放大电路放大电路1. 直流偏置及静态工作点的计算直流偏置及静态工作点的计算（2）带源极电阻的）带源极电阻的NMOS共源极放大电路共源极放大电路饱和区饱和区需要验证是否满足需要验证是否满足5.2.1 MOSFET放大电路放大电路1. 直流偏置及静态工作点的计算直流偏置及静态工作点的计算静态时，静态时，vI0 0，VG 0 0，ID I电流源偏置电流源偏置 VS VG VGS （饱和区）（饱和区） 5.2.1 MOSFET放大电路放大电路2. 图解分析图解分析由于负载开路，交流负由于负载开路，交流负载线与直流负载线相同载线与直流负载线相同 5.2.1 MOSFET放大电路放大电路3.
9、小信号模型分析小信号模型分析（1）模型模型静态值静态值（直流）（直流）动态值动态值（交流）（交流）非线性非线性失真项失真项 当当，vgs 2( 2(VGSQ- - VT ) )时，时，5.2.1 MOSFET放大电路放大电路3. 小信号模型分析小信号模型分析（1）模型模型高频小信号模型高频小信号模型0 0时时, ,r rdsds为为有限值有限值的低频小的低频小信号模型信号模型 =0=0时时, ,r rdsds无穷大的无穷大的低频小信号模型低频小信号模型3. 小信号模型分析小信号模型分析解：例解：例5.2.25.2.2的直流分析已的直流分析已求得：求得： （2）放大电路分析）放大电路分析（例（例
10、5.2.5P218页）页）s3. 小信号模型分析小信号模型分析（2）放大电路分析）放大电路分析（例（例5.2.5）s3. 小信号模型分析小信号模型分析（2）放大电路分析）放大电路分析（例（例5.2.6）共漏共漏3. 小信号模型分析小信号模型分析（2）放大电路分析）放大电路分析*5.2.2 带带PMOS负载的负载的NMOS放大电路放大电路本小节不作教学要求，有兴趣者自学本小节不作教学要求，有兴趣者自学end小结小结 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较组态对应关系：组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCG电压增益：电压增益：BJTFETCE：CC：CB：CS：CD：CG：输出电阻：输出电阻：BJTFET输入电阻：输入电阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较 解：解：画中频小信号等效电路画中频小信号等效电路例题例题放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知 试求电路的中频增试求电路的中频增益、输入电阻和输出电阻。益、输入电阻和输出电阻。例题例题则电压增益为则电压增益为由于由于则则end根据电路有根据电路有
