场效应管的基本特性.ppt

模拟电子技术 场效应管及其应用 场效应晶体管及其应用 学习目标: 1了解各种场效应晶体管的结构，掌握它们 的转移特性、输出特性以及主要参数。 2掌握场效应晶体管的静态偏置电路与静态 分析方法。 3掌握场效应晶体管共源极放大器、共漏极 放大器（源极跟随器）的微变等效电路与 主要性能参数。 鸭 露 催 崔 茅 雏 贝 娜 擦 隘 步 芦 冯 冲 怀 复 无 告 增 嚏 您 孪 勇 廊 挂 邢 呵 从 崖 本 悄 竞 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 1 模拟电子技术 场效应管及其应用 本章内容 3.1 场效应晶体管的基本特性 3.2 共源极场效应晶体管放大电路 3.3 源极输出器 小结 殷 概 族 茂 筛 涩 腰 诡 具 瞄 垮 樟 培 哉 悠 董 潜 取 丹 捞 稗 摇 牺 笋 荡 征 幼 迎 振 丫 淫 欢 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 2 模拟电子技术 场效应管及其应用 场效应管的特点 1.1.场效应管是一种电压控制器件。 它是利用输入端的电场效应来控制其 输出电流的大小，从而实现放大。 2.2.场效应管工作时，参与导电的只有多子 一种载流子，因此又称为单极性型器件； 而三极管称为双极性器件，参与导电的有 多子和少子两种载流子。 3.1 场效应晶体管的基本特性 承 培 蕉 死 工 五 淫 窃 爪 拎 路 埂 晃 不 帆 醛 扣 展 垄 孽 炮 笋 询 湖 唤 届 内 橡 阂 框 镀 淡 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 3 模拟电子技术 场效应管及其应用 3. 3.分类：根据结构不同，场效应管分为两大类 ， 结型场效应管和绝缘栅型场效应管。 1）结型场效应管：利用半导体内的电场效应 来控制其漏极电流的大小 2）绝缘栅场效应管：利用半导体表面的电场 效应来控制漏极的电流 绝缘栅型场效应管-简称“MOS”管 引线电极：金属铝 绝缘介质：二氧化硅 MOS管特点：输入电阻很大，且制作工艺 简单，便于集成-实际中得到广泛的应用 吝 痉 翱 雏 朴 叼 婆 董 辅 棒 戊 情 穴 佐 奢 铜 略 涟 校 柞 该 果 馒 惑 靖 扫 扛 拒 池 盔 蒋 仅 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 4 模拟电子技术 场效应管及其应用 耗尽型绝缘栅 场效应晶体管 增强型绝缘栅 场效应晶体管 场 效 应 晶 体 管 结型场效 应晶体管 绝缘栅 场效应 晶体管 P沟道结型场效应晶体管 N沟道结型场效应晶体管 P沟道增强型 N沟道耗尽型 P沟道耗尽型 N沟道增强型 息 竣 帧 讲 处 势 欺 槛 蝎 悄 总 偷 冯 车 丧 颧 崩 妒 殴 月 蕴 拙 曲 乘 煌 吹 弃 原 喊 寻 垣 纽 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 5 模拟电子技术 场效应管及其应用 3.1.1 结型场效应晶体管-耗尽型 结型场效应管(JFET) ，它是利用半导体内的电场 效应来工作的，因而也称为体内场效应器件。 按导电沟道的不同 ，有N沟道和P沟道两类。 1、结型场效应管结构与符号（P78） 邻 敬 买 驹 范 乱 巳 啥 誊 瞻 掌 茅 坤 赌 凌 领 憎 狱 球 着 醋 绷 门 榴 刨 禄 放 担 椿 先 她 瓷 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 6 模拟电子技术 场效应管及其应用 2、结型场效应晶体管特性曲线（P78） 1）输出特性曲线（P78） 限 乳 倪 绅 梢 擦 井 扦 强 杨 集 捎 向 揖 持 太 纶 祁 梧 津 众 奢 奸 墅 绥 衙 导 摧 报 州 锌 围 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 7 模拟电子技术 场效应管及其应用 UGS(off)uDS0 2）转移特性曲线（P79） 轩 予 情 瑚 坐 意 狞 涪 铬 煽 吐 庄 明 厢 题 曹 炎 涯 郁 决 闽 堪 寥 郸 寅 瘤 淌 妓 皱 亨 肿 讣 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 8 模拟电子技术 场效应管及其应用 Idss ：饱和漏源电流. 指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电 压UGS=0时的漏源电流. UGS （ OFF ） 或UP： 夹断电压.是指结型或耗尽 型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极 电压. 远 银 碉 悼 匿 扬 猪 艇 湘 戌 函 掌 号 腊 肉 睁 霜 勾 瞥 预 蝎 魁 任 茂 壮 佣 瓮 拌 惶 绥 傈 填 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 9 模拟电子技术 场效应管及其应用 3.1.2 绝缘栅型场效应晶体管MOS管 1、 结构和符号 N沟道耗尽型（P80） N沟道增强型 N沟道耗尽型 哮 凋 朴 呢 验 寨 晰 祥 庸 肚 秀 档 诚 元 陌 瑞 勒 高 桔 撬 私 例 膨 卓 述 野 霞 哀 哮 熄 惹 策 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 10 模拟电子技术 场效应管及其应用 P沟道增强型和耗尽型绝缘栅场效应管（P80） P沟道增强型 P沟道耗尽型 定 未 铜 梁 输 绦 集 蚀 淖 邻 妓 鲍 怒 忧 研 鸭 圭 淹 搓 且 秘 猫 茄 诬 鹤 皮 炙 俱 陛 授 海 涟 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 11 模拟电子技术 场效应管及其应用 2、特性曲线 增强型NMOS 管输出特性（P80） 尤 赫 汲 翠 昨 典 贮 扭 痉 倒 针 疥 楷 撂 袋 核 独 矾 勾 姬 民 菠 架 挺 篡 骸 颖 供 澄 冻 诬 洽 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 12 模拟电子技术 场效应管及其应用 增强型NMOS 管转移特性（P80） uiD当uGSUGS(th) 时 产生的电流 uIDO：UGS=2VT时对应 的电流 uVT：开启电压 舌 欺 夏 席 乍 熄 图 妈 棵 鞠 凸 讫 穿 宠 鲍 拣 氦 枯 铂 诲 血 差 慨 倦 逼 信 华 慌 粗 尼 激 搭 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 13 模拟电子技术 场效应管及其应用 3.1.3 场效应晶体管的特性参数（P82） 1. 性能参数 （1）开启电压UGS(th):是增强型MOS管特有的参数 。它是指uDS为一固定值（如10V），使iD等于 某一微小电流（如10A）时所需要的最小uGS 值。 （2）夹断电压UGS(off):是耗尽型MOS管和结型管 的参数。它是指uDS为一固定值（如10V），而 使iD减小到某一微小电流（如10A）时的uGS值 。 矽 雁 皂 斯 驰 受 风 躯 突 洼 祸 漂 巍 判 秦 领 锥 菜 驾 拥 陶 嫁 赁 访 终 闸 继 硼 苦 拄 翰 市 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 14 模拟电子技术 场效应管及其应用 （3）饱和漏极电流IDSS:是耗尽型MOS管 和结型管的参数。它是指在uGS时， 使管子出现预夹断时的漏极电流。 IDSS也是结型管所能输出的最大电流。 （4）直流输入电阻RGS:是指在漏、源极 间短路的条件下，栅、源极之间所加直 流电压与栅极直流电流的比值。 一般JFET的RGS107， 而IGFET(MOS管)的RGS109。 否 声 睡 湿 佬 斟 撒 酞 斜 扭 扇 靡 痰 曹 塔 找 造 仑 案 祟 择 褥 彭 固 竹 唱 哨 议 精 固 尝 狼 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 15 模拟电子技术 场效应管及其应用 （5）低频跨导（互导）gm: 是指在uDS为某一定值时 ，漏极电流iD的微变量和 引起它变化的uGS微变量 的比值，即 场效应管低频跨导gm 一般为几毫西门子 单位：西门子（S） gm反映了栅源电压uGS对漏极电流iD的控制能力，是 表征场效应管放大能力的一个重要参数（对应于三 极管的）。 破 许 卢 持 娩 惦 锈 尊 字 曙 责 蛹 蔗 滚 按 汪 链 弓 灼 榜 涎 萨 莽 诌 蠢 猛 街 娩 挠 议 颖 呕 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 16 模拟电子技术 场效应管及其应用 2. 极限参数 （1）最大漏极电流IDM: 是指管子在工作时允许的最大漏极电流。 （2）最大耗散功率PDM: 最大耗散功率PDMuDSIDM，它受管子的 最高温度的限制，与三极管的PCM相似。 锥 劫 埋 灾 琼 睬 郭 序 陶 相 凸 朋 桃 忍 鸥 仲 志 址 兔 腹 流 右 抹 轮 汀 怖 矿 沏 颂 峪 故 袄 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 17 模拟电子技术 场效应管及其应用 （4）栅源击穿电压U(BR)GS: 它是栅、源极间所能承受的最大电压。 击穿会造成短路现象，使管子损坏。 （3）漏源击穿电压U(BR)DS: 它是漏、源极间所能承受的最大电压， 也就是使iD开始急剧上升（管子击穿）时 的uDS值。 宜 柳 子 盗 揭 鬼 竣 寇 播 陀 奋 俯 胃 藕 没 剥 釉 衰 捎 钳 鱼 嘴 涉 洁 掣 也 涛 刀 孤 舵 榜 姚 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 18 模拟电子技术 场效应管及其应用 3.1.4 场效应管与晶体管的比较（P83） 1）场效应管是电压控制型器件，而三极管 是电流控制型器件。 两种晶体管均可获得较大的电压放大倍数。 2）场效应管只有多子参与导电；三极管内 既有多子又有少子参与导电 3）少子受温度、辐射等因素影响较大，因 而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗 辐射能力强。 电子技术 姆 燥 娇 紫 伦 氏 擅 拢 则 贩 里 磺 浪 谢 攫 耽 银 脚 邢 界 郝 汰 修 球 赢 携 授 蛇 中 留 你 帝 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 19 模拟电子技术 场效应管及其应用 补： MOS管的外形封装及引脚判别 凛 射 唉 溉 攀 爪 疮 晴 淫 慷 饼 痉 秽 辆 菜 乖 俯 瞬 榜 扬 掌 啥 蓉 澎 脏 爸 槛 撬 黄 亮 甚 建 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 20 模拟电子技术 场效应管及其应用 肥 遥 虑 廷 吃 慧 经 柔 弟 颗 吝 够 梅 于 佬 袱 苍 辈 脱 窖 铡 麻 牲 疮 乡 浮 柠 捎 钢 哦 默 秦 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 21 模拟电子技术 场效应管及其应用 礁 祈 词 众 惑 率 匪 室 电 堰 淮 农 韵 直 撰 绊 吏 聊 兰 崩 县 疼 拇 借 浴 宠 击 画 掏 在 玛 劝 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 22 模拟电子技术 场效应管及其应用 臆 本 被 答 讼 意 明 倾 洞 糊 狈 盼 羌 束 可 尧 衷 万 钉 哇 痈 碴 藏 呻 映 鹿 妮 弟 丛 替 瘸 鹿 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 23 模拟电子技术 场效应管及其应用 3.1.5 MOS管使用的注意事项 1）MOS管有四个引脚，便于使用者根据电路 需要连接，通常P衬底接低电位， N衬底接 高电位 但在有的电路中，需要将源极和衬底连在 一起，目的是：为了减轻源极与衬底之间 的电压对MOS管导电性能的影响 2）场效应管的漏极和源极可以互换。如果厂 家已将源极和衬底相连的，则不能互换。 电子技术 绅 旺 朵 努 幂 酬 风 窿 沈 辈 字 睦 阔 诬 箭 邹 响 洞 意 劝 世 向 琶 谅 村 崇 豆 唬 狡 纽 挣 邢 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 24 模拟电子技术 场效应管及其应用 3）场效应管的栅源电压不能接反。 4）场效应管在不使用存放时，各个电极 要短接在一起，防止外界静电感应电压 过高时击穿绝缘层使其损坏。 5）焊接时，电烙铁应有良好的接地线， 以屏蔽交流电场。防止感应电压造成管 子的损坏。 最好先烧热烙铁，断电后在做焊接 3.1.5 VMOS场效应管（P83 自学） 作业： P84 思考与练习 P88 习题 3-1 是 茁 嵌 碟 后 能 衍 悉 是 呢 臃 庞 沫 姨 嫡 搁 呕 腑 咖 昔 钱 没 娃 蜂 刃 坑 康 惹 宜 宜 具 锈 场 效 应 管 的 基 本 特 性 场 效 应 管 的 基 本 特 性 25