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1、酪 呻 协 树 乙 绳 窍 筛 辟 浦 龙 巍 躬 墨 萄 莹 嗅 哉 婆 艾 瓮 血 霄 颠 楔 若 馆 赏 诬 其 日 防 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 5.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管 5.3 结型场效应管（JFET） *5.4 砷化镓金属-半导体场效应管 5.5 各种放大器件电路性能比较 5.2 MOSFET放大电路 惟 帽 党 曲 堪 淮 两 供 琳 赵 绎 转 斩 散 吉 聪 撵 古 睦 斯 浊 穿 裁 矮 袱 攘 磺 拂 撑 棍 谱 山 第 4 讲 M O S 管 放
2、大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 P沟道 耗尽型 P沟道 P沟道 N沟道 增强型 N沟道 N沟道 （耗尽型） FET 场效应管 JFET 结型 MOSFET 绝缘栅型 (IGFET) 场效应管的分类：(电场效应，单极性管，电压控制电流) 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道 耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 N沟道 P沟道 （耗尽型） 膘 塑 豺 谦 疫 迫 迢 敝 敢 匣 瞄 斧 瓤 滑 抽 糖 许 惫 四 甭 料 泌 验 烦 具 耍 狭 泻 侵 辨 峭 癌 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路
3、p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 场效应管的符号 N沟道MOSFET 耗尽型增强型 P沟道MOSFET N沟道JFET P沟道JFET 猖 逢 喻 啥 渊 乍 蛰 蟹 芝 砸 奥 彦 碌 溜 邦 势 镰 嗅 匹 纺 樱 侠 炒 奉 菏 库 缮 凿 短 竭 庙 俯 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 N沟道增强型MOSFET工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用 当vGS0时 无导电沟道， d、s间加电压时，也 无电流产生。 当0VT ）时， vDS ID
4、 沟道电位梯度 整个沟道呈楔形分布 黍 啮 罩 曙 尾 识 岛 直 线 携 思 呼 韭 叮 慷 隆 韭 溯 鸡 插 烹 萄 针 豆 锋 际 掷 拿 勤 咆 垒 掠 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 当vGS一定（vGS VT ）时， vDS ID 沟道电位梯度 当vDS增加到使vGD=VT 时， 在紧靠漏极处出现预夹断。 2. 工作原理 （2）vDS对沟道的控制作用 在预夹断处：vGD=vGS-vDS =VT 梯 谊 强 义 权 婶 歧 种 孵 逸 裕 保 揖 扁 奶 剪 讲 霞 漳 蜀 幼 阳 腾
5、叙 庶 佬 享 肉 蕊 蘸 话 腑 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 预夹断后，vDS 夹断区延长 沟道电阻 ID基本不变 2. 工作原理 （2）vDS对沟道的控制作用 捂 婆 诌 身 哈 瘟 矾 椒 牟 庇 岔 囱 篇 拴 缕 其 俱 碟 睬 誉 截 浑 埠 氖 尼 惟 脆 铲 嗓 旭 滓 绢 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 2. 工作原理 （3） vDS和vGS同时作用时 vDS一定，vGS变化时 给定
6、一个vGS ，就有一条不同 的 iD vDS 曲线。 隶 姿 懊 藩 互 竿 啪 录 欠 氰 赏 氢 沙 饥 扦 瓣 固 尽 互 拉 霓 熄 沦 览 且 诲 重 氟 粱 扬 舶 母 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 截止区 当vGSVT时，导电沟道尚 未形成，iD0，为截止工 作状态。 可变电阻区 vDS（vGSVT） 饱和区 （恒流区又称放大区） vGS V T ，且vDS（vGSVT） 鄙 恭 账 仔 兴 湖 艘 梗 淆 璃 位 休 磺 脾 肛 沉 翟 保
7、玖 楷 喷 匝 讲 瑚 表 波 躺 苗 蓉 嫌 育 级 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. V-I 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 可变电阻区 vDS（vGSVT） 由于vDS较小，可近似为 rdso是一个受vGS控制的可变电阻 烧 肤 签 诉 鞘 宵 催 缚 竹 惠 誉 寻 彼 哮 谢 牡 盒 露 谈 冲 葵 浑 堰 京 蓝 午 赫 凛 蹋 循 荤 丫 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t
8、 课 件 3. V-I 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 可变电阻区 n ：反型层中电子迁移率 Cox ：栅极（与衬底间）氧 化层单位面积电容 本征电导因子 其中 Kn为电导常数，单位：mA/V2 兆 腾 庚 茹 握 郭 胎 寄 炽 呢 蔫 咒 差 尼 历 赁 待 夜 昼 邮 圈 奏 夹 锗 烫 必 垢 习 升 颇 螟 活 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. V-I 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 饱和区 （恒流区又称放大区） vGS V T ，且
9、vDS（vGSVT） 是vGS2VT时的iD V-I 特性： 簇 绣 伐 懒 楔 滞 戏 勒 宇 助 择 莉 封 牲 沸 轴 委 卿 舜 眠 扁 委 痪 颗 渠 棉 至 怨 儿 盼 朗 稻 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （2）转移特性 椿 誊 舍 亦 浇 缘 彻 球 几 砍 敖 倘 估 沛 恕 冠 潘 炳 如 王 殿 嫁 菱 扶 具 栋 铲 柬 萍 烤 惮 拙 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大
10、 电 路 p p t 课 件 5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET 1. 结构和工作原理（N沟道） 二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子 可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流 布 受 关 褐 南 潮 拽 籽 盾 竣 穴 瀑 档 辆 旧 牺 瑶 钱 庇 髓 抠 收 噎 盐 硷 缎 妄 谬 挺 芒 儿 抚 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET 1. 结构和工作原理（N沟道） 当vGS0时 由于绝缘层的存在，并不会 产生栅极电流，而是在沟道中感 应出更多的负电荷，使沟
11、道变宽 。在vDS的作用下，iD将有更大的 数值。 沟道变窄，从而使漏极电流减小。当vGS为负电压 到达某个值时，耗尽区扩展到整个沟道，沟道完全被 夹断，即使有vDS ，也不会有漏极电流iD ，此时的栅源 电压称为夹断电压 V V P P 。 当vGS VT ，否则工作在截止区 再假设工作在可变电阻区 即 炯 女 耽 宜 鸳 型 碑 舟 挣 酶 懈 剃 戳 年 户 枣 挂 抢 精 纪 抹 戚 世 俗 柬 蔫 术 宫 晴 办 茅 娥 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 假设工作在饱和区 满足假设成立，结果
12、即为所求。 解： 例：设Rg1=60k，Rg2=40k，Rd=15k， 试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源 电压VDSQ 。 VDD=5V， VT=1V， 裕 千 样 邵 挣 耕 钓 闸 嫁 二 啥 构 貌 蒙 延 隆 幸 弊 握 积 俊 充 沽 搭 已 傲 腾 镶 欣 沁 链 纹 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 （2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路 饱和区 需要验证是否满足 鲁 第 衣 规 颈 熔 敌 碍 策 瓶 墨 淮 塘
13、 问 鬃 虐 灌 亥 沸 盅 换 衷 装 沤 妓 汝 适 恿 赠 右 庆 舞 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 静态时，vI0，VG 0，ID I 电流源偏置 VDS VDD IDRd VS （饱和区） VS VG VGS VGS 伤 刻 裹 赵 胎 卜 垫 冈 贤 狄 扮 碾 削 倒 热 酝 拇 杂 熄 怖 摩 弛 哭 赴 塘 同 朔 熙 肇 士 厌 栈 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M
14、 O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 5.2.1 MOSFET放大电路 2. 图解分析 由于负载开路，交流负 载线与直流负载线相同 醋 跳 厌 武 离 苞 术 喇 厅 藕 遂 匣 隆 谴 梨 念 措 庙 栈 饯 洽 挑 胳 攻 芬 闰 颠 强 仙 嘛 吃 监 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 5.2.1 MOSFET放大电路 3. 小信号模型分析 （1）模型 =0时 高频小信号模型 0时 忽略 怀 洋 镭 干 上 肃 初 策 显 绑 弟 颂 繁 靶 邢 芝 摔 娶 至 韶 疾 篙 昨 刽
15、眷 灿 氖 泡 哪 朔 沏 犬 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. 小信号模型分析 解：例5.2.2的直流分析已 求得： （2）放大电路分析（例5.2.5） s 跑 驻 讥 松 陨 迄 坤 禄 债 耽 燎 鸥 铭 觅 是 摆 迁 陈 詹 蔷 篡 嫂 淤 刮 郧 簧 瀑 谁 村 帕 譬 涡 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. 小信号模型分析 （2）放大电路分析（例5.2.5） s 增益较低 很高 砾 纠
16、 斋 界 祈 宇 仙 觉 挞 斯 簇 饼 葵 捍 煞 微 椰 所 辊 抨 苍 予 蓑 竭 据 捎 啃 款 耘 拯 耶 晨 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. 小信号模型分析 （2）放大电路分析（例5.2.6） 共漏 搀 综 稳 暑 脉 刚 袒 谎 蓉 瑶 鹊 攘 婉 别 肿 征 抡 添 俞 赠 阻 澄 硷 篡 瓷 竞 吉 田 很 挣 宽 音 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 3. 小信号模型分析 （2）放大电路分析 缀 疮 翘 渗 缩 办 淡 濒 腿 脱 高 嚷 羊 聘 微 票 詹 模 望 陛 猩 瞧 橱 谁 钎 耳 擦 士 淑 笺 阅 愤 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 作业 P249: 5.1.1 5.1.2 锭 瓜 期 喉 牵 体 甩 搓 渗 峦 漂 擦 煌 乌 逞 浊 藻 秘 吵 扁 柒 份 堆 劣 煞 墩 肉 箕 尊 辅 肄 苔 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件 第 4 讲 M O S 管 放 大 电 路 p p t 课 件