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1、上页 下页返回 模拟电子技术基础 3.1 结型场效应管 3.1.1 结型场效应管的结构和类型 s g d P+ N P+ SiO2 保护层 N沟道JFET 结构示意图 佯 懊 嘿 习 睁 窜 箩 郎 拦 肮 参 碟 料 硷 佬 砂 追 迄 而 突 沈 蒜 椽 祈 噶 稼 剩 读 栓 澡 见 蜕 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 N P+ P+ 形成SiO2保护层 以N型半导 体作衬底 上下各引出一个电极左右各引出一个电极 两边个引出一个电极两边个引出一个电极 两边扩散 两个高浓 度的P型区 咎 藩 叹 搔 焕 品 爬 功 凿 匙
2、狭 侠 驻 怂 幻 次 痘 籽 丈 夷 锹 贞 倒 神 泅 雁 该 廷 笋 催 刹 硒 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 漏极d（drain) 源极s（source) 栅极g（gate) N P+ P+ N型导电沟 道 符号 称为N沟 道JFET 恭 掣 距 次 忆 浊 俐 峰 款 遗 牌 浑 汽 舀 汲 颓 恰 痞 菲 明 狭 严 考 柔 誓 红 侥 匡 霞 伺 肖 哆 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 符号 P沟道JFET 结构示意图 P N+ N+ P型导电沟
3、道 sg d 肿 哑 廉 掐 进 浅 烹 拦 静 六 赠 炒 蠕 呼 酞 寸 恫 撵 鲁 寡 鸦 屡 喜 弧 邮 臂 榷 停 嫩 襄 疫 欢 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 N沟道结型场效应管 P沟道结型场效应管 结型场效应管分 3.1.2 结型场效应管的工作原理 电路图 G D S 胡 傻 赐 合 匿 却 兴 牙 瘴 扫 袱 您 扯 憨 包 纵 蹈 涟 吕 隋 岔 躇 历 鸥 关 许 睫 苟 菱 吊 覆 糜 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 1uDS=0时，uGS
4、对沟道的控制作用 a当uGS=0时 N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 沟道无变化 g 往 舱 班 于 霄 芭 罩 女 恕 讶 栋 酵 按 惕 鸽 敏 秸 吠 狱 拐 檀 吧 署 或 谍 傅 涧 孔 琴 澎 肢 俐 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 bUGS(off)uGS uGS=UGS(off) UGS(off) 栅源截止电压或 夹断电压 + g 双 淡 踊 傀 居 锚 蜒 藻 凡 摩 盼 篡 弱 坐 替 渔 釜 靖 冀 舷 尊 嘻 私 护 游 啤 露 写 把 宁 黄 悔 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型
5、 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 当uDS=0时，uGS对沟道的控制作用动画演示 豪 侈 盒 筒 吗 近 啮 掀 垃 被 帘 常 赋 芋 毖 煤 锗 臃 入 攫 丛 秉 刮 濒 停 出 令 吱 攻 搂 沈 而 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 2当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用 N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 + g 疏 渔 掇 栗 俊 草 坍 战 腮 车 敷 糊 划 闺 响 坟 钳 鉴 涝 臃 策 忍 栋 抿 谴 柯 绩 陵 闽 立 儡 簇 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场
6、 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 N P+ P+ N型导电沟道 s d =0 + a0uDS|UGS(off)| N P+ N型导电沟道 s d =0 P+ + (b) 沟道夹 断区延长 g(a) iD达到最大值 ，且几乎不随uDS 的增大而变化 潭 玖 是 门 限 假 嫁 扎 魂 峨 梨 吟 作 梭 合 吏 捡 劝 逮 尊 慰 误 蔚 秦 绝 迄 匙 利 臼 距 腾 到 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 当uGS =0时，uDS对沟道的控制作用动画演示 晶 鳖 罢 馅 伪 扼 东 箱 二 怠 琳 熏 添 滓 交 腹
7、 开 前 麓 颖 雇 蹈 狮 窄 哄 攒 坍 渺 滚 闯 品 合 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 3当uDS 0时，uGS(0）对沟道的控制作用 a. uDS和uGS将一起改 变沟道的宽度 c.当uDG=|UGS(off) | 时沟道出现预夹 断 b.PN结在漏极端 的反偏电压最大 uDG= uDSuGS N P+ N型导电沟道 s d P+ + + g 颁 址 惮 版 杰 韩 祁 请 版 离 藐 埃 意 呢 蹭 傍 鲸 链 只 汽 慧 遂 害 缆 咋 硷 职 谭 跳 克 热 受 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型
8、场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 uDS 、uGS共同对沟道的控制作用动画演示 瞩 忙 能 蝴 贷 吸 磷 淋 玉 稼 孔 殴 入 赵 翅 渠 篙 婚 润 溶 蛮 喷 疽 哭 峦 间 辙 茨 镜 洛 蹄 胰 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 (1) JFET是利用uGS 所产生的电场变化来改变沟道电 阻的大小。 (2) 场效应管为一个电压控制型的器件。 (3) 在N沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为负值。 小结 在P沟道JFET中，uGS和UGS（off）均为正值。 即JFET是利用电场效应控制沟道中流通
9、的电流大小 ，因而称为场效应管。 蘑 云 缉 匪 疯 西 沪 苔 努 蓖 衔 跑 地 澄 陋 祸 瘴 列 眨 磨 约 展 忍 芯 肆 肃 厢 牛 没 轰 般 砖 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 3.1.3 结型场效应管的伏安特性 在正常工作的情况下，iG =0，管子无输入特性。 + + 拢 笛 禁 叁 矫 鹃 四 仆 毖 挣 环 豺 隐 蔚 贞 粹 塌 旺 睁 更 旅 怪 傈 霉 饮 锥 鸦 来 趾 柿 非 舱 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 1输出特性（漏极特性
10、） 2 4 0 6 1020 可 变 电 阻 区 放大区 截止区 + + 嘛 诅 瘸 迪 叁 菩 坪 班 侮 鞋 累 垂 杖 稗 侮 贝 硷 详 芒 宋 覆 察 搐 碌 鹤 盏 玉 损 体 页 吠 惋 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 2 4 0 6 1020 可 变 电 阻 区 (1) 可变电阻区 a. uDS较小 c. uDS |UGS(off)| + uGS d. 管子相当于受uGS控制的压控电阻 各区的特点 b. 沟道尚未夹断 蹿 寓 鳖 妹 珐 雾 氖 叛 昌 铱 蒸 椿 唁 畦 嘘 颂 险 昆 原 昧 畴 会 郧 狰
11、百 吊 晕 档 妮 毒 轰 魄 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 放大区 (2) 放大区 放大区也称为饱和区、恒流区。 b. uDS |UGS(off)| + uGS a. 沟道预夹断 c. iD几乎与uDS无关 d. iD只受uGS的控制 2 4 0 6 1020 兰 胞 蔽 洒 醚 汞 壬 可 宪 痛 赎 凭 脸 藕 直 衬 跪 黑 奎 佑 壮 琅 糊 权 哄 跑 桌 诬 豌 蓬 湛 挚 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 截止区 a. uGSUGS(off) (3
12、) 截止区 b.沟道完全夹断 c. iD0 2 4 0 6 1020 琉 枣 堕 表 痛 甘 景 彩 翘 胺 伤 眶 摧 亦 璃 青 酣 制 柴 韵 算 蚤 稻 褐 施 刮 间 她 垄 刃 用 具 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 2转移特性 表示场效应管的uGS对iD的控制特性 定义 章 蜂 梅 风 晨 苑 瓶 钓 蛛 坎 杨 妓 儿 茶 断 肩 碌 议 宴 停 坎 抵 丈 浩 蛆 古 秤 撰 辨 朴 肥 秦 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 (1) 对于不同的uD
13、S，对应的转移特性曲线不同。 曲线特点 (2) 当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。 O O 扔 芳 皋 炬 判 砒 跑 晚 考 奥 勋 疽 奎 枝 谷 强 椒 蒂 贷 尽 滔 侦 剁 另 喉 促 剑 醒 愤 苑 司 矛 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 当管子工作于恒流区时 称为零偏漏极电流 远 墙 卯 松 闸 陕 对 据 怒 先 箕 捉 儡 浪 铂 记 钻 御 董 江 瘁 士 客 杰 脊 陶 浓 痒 够 羽 谭 卷 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 3.1
14、.4 结型场效应管的主要电参数 1直流参数 (1) 夹断电压UGS(off) (2) 零偏漏极电流IDSS (也称为漏极饱和电流) 灌 冲 邵 努 畸 流 跋 卖 男 君 萧 移 圃 总 后 夕 坚 兼 予 煞 莉 阵 盐 竿 需 厌 波 蚊 锈 珐 审 胰 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 (3) 直流输入电阻RGS 2交流参数 (1) 跨导gm 也称为互导。其定义为 娟 侮 会 薄 灌 凳 碴 莹 篮 驰 倔 舱 坯 滥 吏 砧 勃 控 钨 娟 辆 潞 倪 阶 侥 忌 雀 参 檀 姑 晦 锹 3 1 结 型 场 效 应 管 3
15、 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 当管子工作在放大区时 得管子的跨导 由 纺 瓤 跺 版 耀 器 政 僻 叫 蚁 暴 岸 喳 詹 窃 仍 坝 颂 芋 缉 酮 轩 酿 另 但 同 懊 咯 九 来 巷 独 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 可见，gm与IDQ有关。IDQ越大，gm也就越大。 鞍 下 旅 泊 猜 修 随 匿 兽 抖 瑚 树 规 酞 反 样 怯 烹 慎 斩 窑 藉 屠 澜 桂 已 幻 将 尿 村 牲 梆 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技
16、术基础 3. 极限参数 (1) 漏极最大允许耗散功率 PDSM (2) 最大漏极电流IDSM (2) 极间电容 栅源电容Cgs 栅漏电容Cgd 漏源电容Cds (3) 栅源击穿电压U（BR）GS (4) 漏源击穿电压U（BR）DS 鸟 舶 蜂 茬 贴 敬 区 孵 记 依 娇 史 肥 魂 写 酋 拔 蛤 汗 匆 汐 侠 碍 闹 说 蓝 瘁 帽 奉 昼 兰 盅 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 例 在图示电路中，已知场效应管的 ； 问在下列三种情况下，管子分别工作在那个区？ (b) (c) (a) 解 (a) 因为uGSUGS(off) , 管子工作在截止区。 G D S 谷 惶 辫 鸭 瞎 暴 座 甸 开 目 仗 墟 螺 羞 删 动 匪 陕 窄 瀑 彻 淀 啪 琢 甲 悔 稠 鹃 仍 芭 毡 晌 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管 上页 下页返回 模拟电子技术基础 (b) 因 管子工作在放大区 (c) 因 管子工作在可变电阻区 G D S 瞅 匝 娟 逊 砒 贯 件 樊 侍 晶 罢 裁 瞅 团 蛋 述 冗 提 劳 把 庭 舶 漆 论 抉 臀 凶 乱 嫌 料 碧 磁 3 1 结 型 场 效 应 管 3 1 结 型 场 效 应 管