2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 1
第三章 场效应管及其基本电路
3―1 结型场效应管
3― 1― 1 结型场效应管的结构及工作原理
3― 1― 2 结型场效应管的特性曲线一、转移特性曲线二、输出特性曲线
1,可变电阻区
2.恒流区
3,截止区
4.击穿区
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 2
3―2 绝缘栅场效应管 (IGFET)
3―2―1 绝缘栅场效应管的结构
3―2―2 N 沟道增强型 MOSFET
一,导电沟道的形成及工作原理二,转移特性三,输出特性
(1)截止区
(2)恒流区
(3)可变电阻区
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 3
3―2―3 N 沟道耗尽型 MOSFET
3―2―4 各种类型 MOS管的符号及特性对比
3―3 场效应管的参数和小信号模型
3―3―1 场效应管的主要参数一,直流参数二,极限参数三,交流参数
3― 3― 2 场效应管的低频小信号模型
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 4
3―4 场效应管放大器
3― 4― 1 场效应管偏置电路一,图解法二,解析法
3― 4― 2 场效应管放大器分析一,共源放大器二,共漏放大器
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 5
第三章 场效应管及其基本电路
（ 1）了解场效应管内部工作原理及性能特点。
（ 2）掌握场效应管的外部特性、主要参数。
（ 3）了解场效应管基本放大电路的组成、工作原理及性能特点。
（ 4）掌握放大电路静态工作点和动态参数（
）的分析方法。 omoi URRA u,、、
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 6
场效应晶体管（ 场效应管 ）利用多数载流子的漂移运动形成电流。
场效应管 FET
(Field Effect Transistor)
结型场效应管 JFET
(Junction FET)
绝缘栅场效应管 IGFET
(Insulated Gate FET)
双极型晶体管主要是利用基区非平衡少数载流子的扩散运动形成电流。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 7
3―1 结型场效应管
3― 1― 1 结型场效应管的结构及工作原理
N
型沟道
P P
D
G
S
D
S
G
(a)N沟道 JFET
图 3― 1结型场效应管的结构示意图及其表示符号
Gate栅极
Source源极
Drain 漏极箭头方向表示栅源间 PN结若加正向偏置电压时栅极电流的实际流动方向
ID
实际流向结型场效应三极管的结构,avi
一,结型场效应管的结构
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 8
P
型沟道
N N
D
G
S
D
S
G
(b)P沟道 JFET
图 3― 1结型场效应管的结构示意图及其表示符号
ID
实际流向
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 9
N
D
G
S
PP
(a) UGS =0，沟道最宽图 3― 2栅源电压 UGS对沟道的控制作用示意图二,结型场效应管的工作原理
),( DSGSD uufi?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 10
(b) UGS负压增大，沟道变窄
D
S
PP
UGS
图 3― 2栅源电压 UGS对沟道的控制作用示意图横向电场作用：
︱ UGS︱ ↑ ↑
→沟道宽度
→ PN结耗尽层宽度
↓
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 11
(c) UGS负压进一步增大，沟道夹断图 3― 2栅源电压 UGS对沟道的控制作用示意图
D
S
PP
UGS
UGSoff——夹断电压
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 12
D
G
S
UDS
UGS
I D
P P
> 0
沟道预夹断
D
G
S
(a)uGD>UGSoff（预夹断前）
UDS
I D ＞ 0
UGS
P P
图 3― 4 uDS
uGD=UGSoff（预夹断时）
纵向电场作用：在沟道造成楔型结构（上宽下窄）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 13
由于夹断点与源极间的沟道长度略有缩短，呈现的沟道电阻值也就略有减小，且夹断点与源极间的电压不变。
D
G
S
UDS
UGS
沟道局部夹断
ID
P P
几乎不变
(b) uGD<UGSoff（预夹断后）
结型场效应三极管漏源电压对沟道的控制作用,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 14
3― 1― 2 结型场效应管的特性曲线一、输出特性曲线
1,可变电阻区
iD的大小同时受 uGS 和 uDS的控制。
uGD>UGSoff（或 uDS<uGS-UGSoff）
uGS>UGSoff
预夹断前所对应的区域。
uGS≤0,uDS≥0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 15
当 uDS很小时,uDS对沟道的影响可以忽略，
沟道的宽度及相应的电阻值仅受 uGS的控制。输出特性可近似为一组直线，此时,JFET可看成一个受 uGS控制的可变线性电阻器（称为 JFET的输出电阻）；
当 uDS较大时,uDS对沟道的影响就不能忽略，
致使输出特性曲线呈弯曲状。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 16
2.恒流区
iD的大小几乎不受 uDS的控制。
预夹断后所对应的区域。
uGD<UGSoff（或 uDS>uGS-UGSoff）
uGS>UGSoff
(1)当 UGSoff<uGS<0时,uGS变化，曲线平移,iD与 uGS
符合平方律关系,uGS对 iD的控制能力很强 。
(2) uGS固定,uDS增大,iD增大极小。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 17
4.击穿区随着 uDS增大，靠近漏区的 PN结反偏电压
uDG(=uDS-uGS)也随之增大。
当 UGS<UGSoff时，沟道被全部夹断,iD=0，
故此区为截止区。
3,截止区
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 18
二、转移特性曲线
2)1(
G S o ff
GS
D S SD U
uIi
CuGSD DSufi )(
式中,IDSS——饱和电流，表示 uGS=0时的 iD值；
UGSoff——夹断电压，表示 uGS=UGSoff时 iD为零。
恒流区中：
uGS≤0,iD≥0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 19
3―2 绝缘栅场效应管 (IGFET)
栅极与沟道之间隔了一层很薄的绝缘体,其阻抗比 JFET的反偏 PN结的阻抗更大 。 功耗低,集成度高 。
绝缘体一般为二氧化硅 （ SiO2）,这种 IGFET称为金属 ——氧化物 ——半导体场效应管,用符号
MOSFET表示 （ Metal Oxide Semiconductor Field
Effect Transistor） 。 此外,还有以氮化硅为绝缘体的 MNSFET等 。
一、简介
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 20
MOSFET
N沟道
P沟道增强型 N-EMOSFET
耗尽型增强型耗尽型
N-DMOSFET
P-EMOSFET
P-DMOSFET
二、分类
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 21
3―2―1 绝缘栅场效应管的结构
3―2―2 N 沟道增强型 MOSFET
(Enhancement NMOSFET)
一,导电沟道的形成及工作原理
UGS=0，导电沟道未形成
PN结 (耗尽层 )
N＋ N＋
P型衬底
DS G
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 22
B
(a) UGS<UGSth,导电沟道未形成
N＋
UGS
N＋
PN结 (耗尽层 )
P型衬底图 3― 6 N沟道增强型 MOS场效应管的沟道形成及符号开启电压,UGSth
DS G
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 23
图 3― 6 N沟道增强型 MOS场效应管的沟道形成及符号
B
N＋
导电沟道 （反型层）
P型衬底
UGS
N＋
D
G
S
(c)符号
B
衬底的箭头方向表示
PN结若加正向电压时的电流方向(b) UGS>UGSth,导电沟道已形成栅源电压 VGS对沟道的影响,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 24
图 uDS增大,沟道预夹断前情况
B
UDS
P 型衬底
UGS
N+ N+
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 25
图 3― 9 uDS增大,沟道预夹断时情况
B
UDS
P 型衬底
UGS
N+ N+
预夹断
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 26
图 uDS增大,沟道预夹断后情况
B
UDS
P 型衬底
UGS
N+ N+
漏源电压 VDS对沟道的影响,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 27
二,输出特性
(1)截止区
uDS≥0
uGS<UGSth 导电沟道未形成,iD=0。
(2)可变电阻区预夹断前所对应的区域。
uGS>UGSth
uGD>UGSth（或 uDS<uGS-UGSth）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 28
(3)恒流区
·曲线间隔均匀,uGS对 iD控制能力强。
·uDS对 iD的控制能力弱,曲线平坦 。
预夹断后所对应的区域。
uGS>UGSth
uGD<UGSth（或 uDS>uGS-UGSth）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 29
三,转移特性
(1)当 uGS<UGSth时,iD=0。
(2)当 uGS>UGSth时,iD >0,二者符合平方律关系 。
2)(
2 G S t hGS
oxn
D UuL
WCui
2)(
G S t hGS Uuk
iD≥0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 30
3―2―3 N 沟道耗尽型 MOSFET
(Depletion NMOSFET)
2
0 )1(
G S o f f
GS
DD U
uIi
ID0表示 uGS=0时所对应的漏极电流。
)(2 20 G S o f foxnD ULWCuI?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 31
图 N沟道耗尽型 MOS场效应管的沟道形成
B
N＋
导电沟道 （反型层）
P型衬底
N＋
UGS=0,导电沟道已形成
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 32
图 3― 10N沟道耗尽型 MOS管的特性及符号
(a)转移特性； (b)输出特性； (c)表示符号
1
2
3
4
i
D
/ mA
0
10 20
u
D S
/ V
0 V
5 15
( b )
U
GS
＝ ＋ 3 V
＋ 6V
－ 3 V
G S o ffGSDS Uuu
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 33
i
D
u
G S
U
G S o ff
0
( a )
I
D0
图 3― 10N沟道耗尽型 MOS管的特性及符号
(a)转移特性； (b)输出特性； (c)表示符号
(c)
D
G
S
B
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 34
3―2―4 各种类型 MOS管的符号及特性对比
D
G
S
D
G
S
N沟道 P沟道
JFET
图 3― 11各种场效应管的符号对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 35
D
S
G
B
D
S
G
B
D
S
G
B
D
S
G B
N 沟道 P 沟道增强型
N 沟道 P 沟道耗尽型
MOSFET
图 3― 11各种场效应管的符号对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 36
JFET,利用栅源电压（ 输入电压）对 耗尽层厚度的控制来改变导电沟道的宽度，从而实现对漏极电流（输出电流）的控制。
MOSFET,利用栅源电压（ 输入电压）对 半导体表面感生电荷量 的控制来改变导电沟道的宽度，从而实现对漏极电流（输出电流）的控制。
FET输入电压输出电流
G
S S
D
uGS
iD
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 37
iD
uGSUGSoff 0
IDSS
ID0 U
GSth
结型 P 沟耗尽型
P 沟增强型
P 沟
MOS
耗尽型
N 沟增强型
N 沟
MOS
结型 N 沟图 3― 12各种场效应管的转移特性和输出特性对比
(a)转移特性
N沟道,0?Di
P沟道,0?Di
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 38
图 3― 12各种场效应管的转移特性和输出特性对比
uDS
iD
0
线性 可变电阻区
0
1
2
3
4
5
6
0
1
2
3
－ 1
－ 2
－ 3
－ 3
－ 4
－ 5
－ 6
－ 7
－ 8
－ 9
结型
P 沟耗尽型
MOS P沟
－ 3
－ 4
－ 5
－ 6
0
－ 1
－ 2
0
1
2
3
－ 1
－ 2
－ 3 3
4
5
6
7
8
9
结型
N沟 耗尽型 增强型
MOS N沟
UGS/V
UGS/V
增强型
(b)输出特性
N沟道,0?Di
P沟道,0?Di
)( G S t hG S o f fGSDS uuuu
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 39
放大 饱和 /可变电阻 截止
NPN-BJT
PNP-BJT
P-FET
N-FET
B E ( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
)( G S t hG S o ffGS uuu?
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
)( G S t hG S o ffGS uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu?
)( G S t hG S o ffGS uuu? )( G S t hG S o ffGS uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu?
)( G S t hG S o ffGS uuu? )( G S t hG S o ffGS uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu? )( G S t hG S o ffGD uuu?
BJT与 FET工作状态的对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 40
场效应管工作状态的判断方法
1.先判断是否处于 截止状态
2.再判断是否处于 放大状态
)(N GS t hGS o f fGSDS uuuu沟道：
)(,GS t hGS o f fGS uuuN?沟道
)(,GS t hGS o f fGS uuuP?沟道
)(P GS t hGS o f fGSDS uuuu沟道：
)( G S t hG S o ffGD uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu?
或或指导思想：假设处于某一 状态,然后用计算结果验证假设是否成立 。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 41
3―3 场效应管的参数和小信号模型
3―3―1 场效应管的主要参数一,直流参数
1,结型场效应管和耗尽型 MOSFET的主要参数
(1)饱和漏极电流 IDSS(ID0)：
(2)夹断电压 UGSoff：当栅源电压 uGS=UGSoff时,iD=0。
对应 uGS=0时的漏极电流。
2.增强型 MOSFET的主要参数对增强型 MOSFET来说，主要参数有开启电压 UGSth。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 42
3.输入电阻 RGS
对结型场效应管,RGS在 108~1012Ω之间 。
对 MOS管,RGS在 1010~1015Ω之间 。
通常认为 RGS →∞。
二,极限参数
(1)栅源击穿电压 U(BR)GSO。
(2)漏源击穿电压 U(BR)DSO。
(3)最大功耗 PDM,PDM=ID·UDS
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 43
三,交流参数
1 跨导 gm )/( Vm
du
dig
Cu
GS
D
m DS
对 JFET和耗尽型 MOS管
2)1(
G S o f f
GS
D S SD U
uIi 那么
D S S
DQ
G S o f f
D S S
G S o f f
GS
G S o f f
D S S
Q
GS
D
m I
I
U
I
U
u
U
I
du
dig 2)1(
DQQ
GS
D
m Idu
dig
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 44
22 )()(
2 G S t hgsG S t hgs
oxn
D UukUuL
WCui ＝
而对增强型 MOSFET
那么,对应工作点 Q的 gm为
DQDQ
oxn
m kIIL
WCug 22 ＝?
DQQ
GS
D
m Idu
dig
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 45
2.输出电阻 rds
G SQu
D
DS
ds di
dur?
恒流区的 rds可以用下式计算
UA为厄尔利电压。
DQ
A
ds I
U
r?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 46
),( DSGSD uufi?
若输入为正弦量,上式可改写为
ds
ds
gsmd UrUgI
1
通常 rds较大,Uds对 Id的影响可以忽略,则
3― 3― 2 场效应管的低频小信号模型
gsmd UgI?
DS
ds
GSmDS
DS
D
GS
GS
D
D durdugduu
idu
u
idi 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 47
rds
(a)
gmUgs
Uds
Id
D
S
(b)
gmUgs Uo
Id
D
S
图 3― 13 场效应管低频小信号简化模型
ds
ds
gsmd UrUgI
1 gsmd UgI?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 48
3―4 场效应管放大器
3― 4― 1 场效应管偏置电路
偏置方式自偏压方式混合偏置方式
确定直流工作点方法图解法 解析法适宜 JFET,DMOSFET
适宜 JFET,DMOSFET,EMOSFET
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 49
图 3― 14
(a)自偏压方式； (b)混合偏置方式
RD
UDD
RS (自偏压电阻 )
ui RG
V
(a)
RD
UDD
RS (自偏压电阻 )
ui RG2
(b)
RG1(分压式偏置 )
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 50
一,图解法
SDGS Riu
栅源回路直流负载线方程
1.自偏压方式
RD
UDD
RSui RG
V
图 3―15 (a)图解法求自偏压方式电路的直流工作点
i
D
u
G S
0
SR
1?
Q
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 51
图 3― 15 (b)图解法求混合偏置方式电路直流工作点
SDDD
GG
G
GS RiURR
Ru?
21
2
2.混合偏置方式 栅源回路直流负载线方程
i
D
u
G S
0
RD
UDD
RSui RG2
RG1
SR
1?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 52
二,解析法
2)1(
G S o ff
GS
D S SD U
U
Ii
已知电流方程及栅源直流负载线方程，联立求解即可求得工作点。
RD
UDD
RSui RG
V
SDGS Riu
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 53
3― 4― 2场效应管放大器分析一,共源放大器
U
i
C
2C
1
R
D
R
G1
R
S
U
DD
＝＋ 2 0 V
R
G2
＋
1 5 0 k
5 0 k
2k
1 0 k
＋
＋
R
L
1M
( a )
U
o
.
R
G3
1M
.
C
3
图 3― 16 (a)共源放大器电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 54
r
d s
D
S
U
o
R
D
R
L
+
_
+
_
U
i
G
R
G 3
R
G 2
R
G 1
g
m
U
g s
图 3― 16 (b)共源放大器电路低频小信号等效电路
MRRRR GGGi 0 3 7 5.1// 213
kRrRR DdsDo 10//
)////( LDdsgsmo RRrUgU )(
LDm
i
o
u RRgU
UA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 55
ui
＋
－
C2
C1
C3
RD
uo
＋
－
RG1
RG3
RS2
UDD
RG2 ＋
RS1
150k
50k 2k
10k
1k
＋
＋
1M
RL
1M
gm＝ 5mA/V
图 3― 18 (a)带电流负反馈的放大电路例 试画出低频小信号等效电路，并计算增益 Au。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 56
图 3-18 (b) (c)带电流负反馈放大电路的等效电路及简化等效电路
g
m
U
g s
D
S
U
o
R
S 1
R
D
R
L
r
d s
U
o
R '
L
1 + g
m
R
S 1
g
m
U
i
+
_
+
_
R
S 1
)//( LDdo RRIU
)( 1Sdimgsmd RIUgUgI
i
Sm
m
d URg
gI
11?
3.8)//(1
1
LmLD
Sm
m
i
o
u RgRRRg
g
U
UA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 57
C2
C1
RG1
RS
UDD
RG2
150k
50k 2k
＋ ＋
RL
10k
Uo
RG3
1M
＋
－
＋
－
Ui
gm＝ 2mA/V
图 3― 19 (a)共漏电路二,共漏放大器
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 58
图 3― 19 (b)共漏电路等效电路
＋
－
UoRLRS
S
D
Id
gmUgs ＝ gm[Ui -Id(RS RL)]//
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 59
1,放大倍数 Au
][)]//([ LdimLSdimgsmd RIUgRRIUgUgI
)//( LSdo RRIU?
i
Lm
m
d URg
gI
1
Lm
Lm
i
LSd
i
o
u Rg
Rg
U
RRI
U
UA
1
)//(
76.0106.11021 106.1102 33
33
＋
－
UoRLRS
S
D
Id
gmUgs
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 60
2.输入电阻
MRRRRR GGGGi 0 3 7 5.1// 213
C2
C1
RG1
RS
UDD
RG2
150k
50k 2k
＋ ＋
RL
10k
Uo
RG3
1M
＋
－
＋
－
Ui
gm＝ 2mA/V
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 61
图 3―20 计算共漏电路输出电阻 Ro的电路
3,输出电阻 Ro
C2
C1
RG1
RS
UDD
RG2
150k
50k 2k
＋ ＋
Uo
RG3
1M
RL
10k
＋
－
＋
－
Ui
gm＝ 2mA/V
I o
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 62
图 3―20 计算共漏电路输出电阻 Ro的等效电路
R
S
I '
S
+
_
I
o
g
m
U
g s
= g
m
( - U
o
)
U
o
R
o
I
S
R mS
o
o gI
UR 1?
omomgsmS UgUgUgI )(
400
102
1
//102
1
//
3
3
m
So
g
RR
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 63
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 64
作 业
3-1
3-3
3-4
3-5
3-7
3-8
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 65
uGS/V0－ 1－ 2－ 3
1
2
3
4
5IDSS
UGSoff
iD /mA
(a)转移特性曲线为保证场效应管正常工作,PN结必须加反向偏置电压图 3― 3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 66
图 3― 3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线
(b)输出特性曲线
1
2
3
4
iD /mA
0 10 20
uDS/V
可变电阻区 恒截止区
－ 2V
－ 1.5V
－ 1V
u DS ＝ uGS－ UGSoff
5 15
流区击穿区
UGS ＝ 0V
UGSoff
－ 0.5V
漏极输出特性曲线,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 67
uGS/V0－ 1－ 2－ 3
1
2
3
4
5IDSS
UGSoff
iD/mA
1
2
3
4
iD/mA
0
10 20 uDS/V
可变电阻区 恒截止区
－ 2V
－ 1.5V
－ 1V
uDS＝ uGS－ UGSoff
5 15
流区击穿区
UGS＝ 0V
UGSoff
－ 0.5V
从输出特性曲线作转移特性曲线示意图转移特性曲线,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 68
源极 栅极 漏极氧化层
(SiO2)
B
P型衬底
N＋ N＋
L耗尽层
A1层
S G D
(a)立体图图 3― 5绝缘栅 (金属 -氧化物 -半导体 )场效应管结构示意图
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 69
图 3― 5绝缘栅 (金属 -氧化物 -半导体 )场效应管结构示意图
(b)剖面图
S G D
N＋ N＋
P型硅衬底绝缘层 (SiO2)
衬底引线 B
半导体
N沟道增强型 MOSFET的结构示意图和符号,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 70
uGS/V0 321
1
2
3
4
5
UGSth
iD/mA
图 3― 7 NMOSFET的转移特性曲线
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 71
iD
0 u
DS
UGS ＝ 6V
截止区
4V
3V
2V
5V
可变电阻区恒流区 区穿击图 3― 8输出特性
G S thGSDS uu
(a)输出特性
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 72
图 3― 8输出特性
uDS
iD
0
UGS
UA (厄 尔利电压 )
(b)厄尔利电压
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 73
BJT FET
导电机构 多子、少子（双极型） 多子（单极型）
工作控制方式 流控 压控输入阻抗 102～ 103 108～ 1012
放大能力? (大 ) gm(小 )
工艺 复杂 简单，易集成使用 C－ E不可置换 D－ S 可置换辐射光照温度特性 不好 好抗干扰能力 差 好
DGS iu?CB ii?
BJT与 FET的对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 74
使用 FET的几点注意事项
保存
测量
焊接
JFET用万用表测试要小心谨慎。
电烙铁要有中线。
MOSFET一般不可测。
各电极焊接顺序为,S→D→G。
断电焊接。
注意将几个管脚短路（用金属丝捆绑）。
第三章 场效应管及其基本电路
3―1 结型场效应管
3― 1― 1 结型场效应管的结构及工作原理
3― 1― 2 结型场效应管的特性曲线一、转移特性曲线二、输出特性曲线
1,可变电阻区
2.恒流区
3,截止区
4.击穿区
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 2
3―2 绝缘栅场效应管 (IGFET)
3―2―1 绝缘栅场效应管的结构
3―2―2 N 沟道增强型 MOSFET
一,导电沟道的形成及工作原理二,转移特性三,输出特性
(1)截止区
(2)恒流区
(3)可变电阻区
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 3
3―2―3 N 沟道耗尽型 MOSFET
3―2―4 各种类型 MOS管的符号及特性对比
3―3 场效应管的参数和小信号模型
3―3―1 场效应管的主要参数一,直流参数二,极限参数三,交流参数
3― 3― 2 场效应管的低频小信号模型
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 4
3―4 场效应管放大器
3― 4― 1 场效应管偏置电路一,图解法二,解析法
3― 4― 2 场效应管放大器分析一,共源放大器二,共漏放大器
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 5
第三章 场效应管及其基本电路
（ 1）了解场效应管内部工作原理及性能特点。
（ 2）掌握场效应管的外部特性、主要参数。
（ 3）了解场效应管基本放大电路的组成、工作原理及性能特点。
（ 4）掌握放大电路静态工作点和动态参数（
）的分析方法。 omoi URRA u,、、
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 6
场效应晶体管（ 场效应管 ）利用多数载流子的漂移运动形成电流。
场效应管 FET
(Field Effect Transistor)
结型场效应管 JFET
(Junction FET)
绝缘栅场效应管 IGFET
(Insulated Gate FET)
双极型晶体管主要是利用基区非平衡少数载流子的扩散运动形成电流。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 7
3―1 结型场效应管
3― 1― 1 结型场效应管的结构及工作原理
N
型沟道
P P
D
G
S
D
S
G
(a)N沟道 JFET
图 3― 1结型场效应管的结构示意图及其表示符号
Gate栅极
Source源极
Drain 漏极箭头方向表示栅源间 PN结若加正向偏置电压时栅极电流的实际流动方向
ID
实际流向结型场效应三极管的结构,avi
一,结型场效应管的结构
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 8
P
型沟道
N N
D
G
S
D
S
G
(b)P沟道 JFET
图 3― 1结型场效应管的结构示意图及其表示符号
ID
实际流向
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 9
N
D
G
S
PP
(a) UGS =0，沟道最宽图 3― 2栅源电压 UGS对沟道的控制作用示意图二,结型场效应管的工作原理
),( DSGSD uufi?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 10
(b) UGS负压增大，沟道变窄
D
S
PP
UGS
图 3― 2栅源电压 UGS对沟道的控制作用示意图横向电场作用：
︱ UGS︱ ↑ ↑
→沟道宽度
→ PN结耗尽层宽度
↓
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 11
(c) UGS负压进一步增大，沟道夹断图 3― 2栅源电压 UGS对沟道的控制作用示意图
D
S
PP
UGS
UGSoff——夹断电压
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 12
D
G
S
UDS
UGS
I D
P P
> 0
沟道预夹断
D
G
S
(a)uGD>UGSoff（预夹断前）
UDS
I D ＞ 0
UGS
P P
图 3― 4 uDS
uGD=UGSoff（预夹断时）
纵向电场作用：在沟道造成楔型结构（上宽下窄）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 13
由于夹断点与源极间的沟道长度略有缩短，呈现的沟道电阻值也就略有减小，且夹断点与源极间的电压不变。
D
G
S
UDS
UGS
沟道局部夹断
ID
P P
几乎不变
(b) uGD<UGSoff（预夹断后）
结型场效应三极管漏源电压对沟道的控制作用,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 14
3― 1― 2 结型场效应管的特性曲线一、输出特性曲线
1,可变电阻区
iD的大小同时受 uGS 和 uDS的控制。
uGD>UGSoff（或 uDS<uGS-UGSoff）
uGS>UGSoff
预夹断前所对应的区域。
uGS≤0,uDS≥0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 15
当 uDS很小时,uDS对沟道的影响可以忽略，
沟道的宽度及相应的电阻值仅受 uGS的控制。输出特性可近似为一组直线，此时,JFET可看成一个受 uGS控制的可变线性电阻器（称为 JFET的输出电阻）；
当 uDS较大时,uDS对沟道的影响就不能忽略，
致使输出特性曲线呈弯曲状。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 16
2.恒流区
iD的大小几乎不受 uDS的控制。
预夹断后所对应的区域。
uGD<UGSoff（或 uDS>uGS-UGSoff）
uGS>UGSoff
(1)当 UGSoff<uGS<0时,uGS变化，曲线平移,iD与 uGS
符合平方律关系,uGS对 iD的控制能力很强 。
(2) uGS固定,uDS增大,iD增大极小。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 17
4.击穿区随着 uDS增大，靠近漏区的 PN结反偏电压
uDG(=uDS-uGS)也随之增大。
当 UGS<UGSoff时，沟道被全部夹断,iD=0，
故此区为截止区。
3,截止区
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 18
二、转移特性曲线
2)1(
G S o ff
GS
D S SD U
uIi
CuGSD DSufi )(
式中,IDSS——饱和电流，表示 uGS=0时的 iD值；
UGSoff——夹断电压，表示 uGS=UGSoff时 iD为零。
恒流区中：
uGS≤0,iD≥0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 19
3―2 绝缘栅场效应管 (IGFET)
栅极与沟道之间隔了一层很薄的绝缘体,其阻抗比 JFET的反偏 PN结的阻抗更大 。 功耗低,集成度高 。
绝缘体一般为二氧化硅 （ SiO2）,这种 IGFET称为金属 ——氧化物 ——半导体场效应管,用符号
MOSFET表示 （ Metal Oxide Semiconductor Field
Effect Transistor） 。 此外,还有以氮化硅为绝缘体的 MNSFET等 。
一、简介
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 20
MOSFET
N沟道
P沟道增强型 N-EMOSFET
耗尽型增强型耗尽型
N-DMOSFET
P-EMOSFET
P-DMOSFET
二、分类
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 21
3―2―1 绝缘栅场效应管的结构
3―2―2 N 沟道增强型 MOSFET
(Enhancement NMOSFET)
一,导电沟道的形成及工作原理
UGS=0，导电沟道未形成
PN结 (耗尽层 )
N＋ N＋
P型衬底
DS G
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 22
B
(a) UGS<UGSth,导电沟道未形成
N＋
UGS
N＋
PN结 (耗尽层 )
P型衬底图 3― 6 N沟道增强型 MOS场效应管的沟道形成及符号开启电压,UGSth
DS G
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 23
图 3― 6 N沟道增强型 MOS场效应管的沟道形成及符号
B
N＋
导电沟道 （反型层）
P型衬底
UGS
N＋
D
G
S
(c)符号
B
衬底的箭头方向表示
PN结若加正向电压时的电流方向(b) UGS>UGSth,导电沟道已形成栅源电压 VGS对沟道的影响,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 24
图 uDS增大,沟道预夹断前情况
B
UDS
P 型衬底
UGS
N+ N+
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 25
图 3― 9 uDS增大,沟道预夹断时情况
B
UDS
P 型衬底
UGS
N+ N+
预夹断
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 26
图 uDS增大,沟道预夹断后情况
B
UDS
P 型衬底
UGS
N+ N+
漏源电压 VDS对沟道的影响,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 27
二,输出特性
(1)截止区
uDS≥0
uGS<UGSth 导电沟道未形成,iD=0。
(2)可变电阻区预夹断前所对应的区域。
uGS>UGSth
uGD>UGSth（或 uDS<uGS-UGSth）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 28
(3)恒流区
·曲线间隔均匀,uGS对 iD控制能力强。
·uDS对 iD的控制能力弱,曲线平坦 。
预夹断后所对应的区域。
uGS>UGSth
uGD<UGSth（或 uDS>uGS-UGSth）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 29
三,转移特性
(1)当 uGS<UGSth时,iD=0。
(2)当 uGS>UGSth时,iD >0,二者符合平方律关系 。
2)(
2 G S t hGS
oxn
D UuL
WCui
2)(
G S t hGS Uuk
iD≥0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 30
3―2―3 N 沟道耗尽型 MOSFET
(Depletion NMOSFET)
2
0 )1(
G S o f f
GS
DD U
uIi
ID0表示 uGS=0时所对应的漏极电流。
)(2 20 G S o f foxnD ULWCuI?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 31
图 N沟道耗尽型 MOS场效应管的沟道形成
B
N＋
导电沟道 （反型层）
P型衬底
N＋
UGS=0,导电沟道已形成
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 32
图 3― 10N沟道耗尽型 MOS管的特性及符号
(a)转移特性； (b)输出特性； (c)表示符号
1
2
3
4
i
D
/ mA
0
10 20
u
D S
/ V
0 V
5 15
( b )
U
GS
＝ ＋ 3 V
＋ 6V
－ 3 V
G S o ffGSDS Uuu
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 33
i
D
u
G S
U
G S o ff
0
( a )
I
D0
图 3― 10N沟道耗尽型 MOS管的特性及符号
(a)转移特性； (b)输出特性； (c)表示符号
(c)
D
G
S
B
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 34
3―2―4 各种类型 MOS管的符号及特性对比
D
G
S
D
G
S
N沟道 P沟道
JFET
图 3― 11各种场效应管的符号对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 35
D
S
G
B
D
S
G
B
D
S
G
B
D
S
G B
N 沟道 P 沟道增强型
N 沟道 P 沟道耗尽型
MOSFET
图 3― 11各种场效应管的符号对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 36
JFET,利用栅源电压（ 输入电压）对 耗尽层厚度的控制来改变导电沟道的宽度，从而实现对漏极电流（输出电流）的控制。
MOSFET,利用栅源电压（ 输入电压）对 半导体表面感生电荷量 的控制来改变导电沟道的宽度，从而实现对漏极电流（输出电流）的控制。
FET输入电压输出电流
G
S S
D
uGS
iD
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 37
iD
uGSUGSoff 0
IDSS
ID0 U
GSth
结型 P 沟耗尽型
P 沟增强型
P 沟
MOS
耗尽型
N 沟增强型
N 沟
MOS
结型 N 沟图 3― 12各种场效应管的转移特性和输出特性对比
(a)转移特性
N沟道,0?Di
P沟道,0?Di
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 38
图 3― 12各种场效应管的转移特性和输出特性对比
uDS
iD
0
线性 可变电阻区
0
1
2
3
4
5
6
0
1
2
3
－ 1
－ 2
－ 3
－ 3
－ 4
－ 5
－ 6
－ 7
－ 8
－ 9
结型
P 沟耗尽型
MOS P沟
－ 3
－ 4
－ 5
－ 6
0
－ 1
－ 2
0
1
2
3
－ 1
－ 2
－ 3 3
4
5
6
7
8
9
结型
N沟 耗尽型 增强型
MOS N沟
UGS/V
UGS/V
增强型
(b)输出特性
N沟道,0?Di
P沟道,0?Di
)( G S t hG S o f fGSDS uuuu
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 39
放大 饱和 /可变电阻 截止
NPN-BJT
PNP-BJT
P-FET
N-FET
B E ( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
)( G S t hG S o ffGS uuu?
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
B E( o n )BE Uu?
0BC?u
)( G S t hG S o ffGS uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu?
)( G S t hG S o ffGS uuu? )( G S t hG S o ffGS uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu?
)( G S t hG S o ffGS uuu? )( G S t hG S o ffGS uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu? )( G S t hG S o ffGD uuu?
BJT与 FET工作状态的对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 40
场效应管工作状态的判断方法
1.先判断是否处于 截止状态
2.再判断是否处于 放大状态
)(N GS t hGS o f fGSDS uuuu沟道：
)(,GS t hGS o f fGS uuuN?沟道
)(,GS t hGS o f fGS uuuP?沟道
)(P GS t hGS o f fGSDS uuuu沟道：
)( G S t hG S o ffGD uuu?
)( G S t hG S o ffGD uuu?
或或指导思想：假设处于某一 状态,然后用计算结果验证假设是否成立 。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 41
3―3 场效应管的参数和小信号模型
3―3―1 场效应管的主要参数一,直流参数
1,结型场效应管和耗尽型 MOSFET的主要参数
(1)饱和漏极电流 IDSS(ID0)：
(2)夹断电压 UGSoff：当栅源电压 uGS=UGSoff时,iD=0。
对应 uGS=0时的漏极电流。
2.增强型 MOSFET的主要参数对增强型 MOSFET来说，主要参数有开启电压 UGSth。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 42
3.输入电阻 RGS
对结型场效应管,RGS在 108~1012Ω之间 。
对 MOS管,RGS在 1010~1015Ω之间 。
通常认为 RGS →∞。
二,极限参数
(1)栅源击穿电压 U(BR)GSO。
(2)漏源击穿电压 U(BR)DSO。
(3)最大功耗 PDM,PDM=ID·UDS
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 43
三,交流参数
1 跨导 gm )/( Vm
du
dig
Cu
GS
D
m DS
对 JFET和耗尽型 MOS管
2)1(
G S o f f
GS
D S SD U
uIi 那么
D S S
DQ
G S o f f
D S S
G S o f f
GS
G S o f f
D S S
Q
GS
D
m I
I
U
I
U
u
U
I
du
dig 2)1(
DQQ
GS
D
m Idu
dig
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 44
22 )()(
2 G S t hgsG S t hgs
oxn
D UukUuL
WCui ＝
而对增强型 MOSFET
那么,对应工作点 Q的 gm为
DQDQ
oxn
m kIIL
WCug 22 ＝?
DQQ
GS
D
m Idu
dig
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 45
2.输出电阻 rds
G SQu
D
DS
ds di
dur?
恒流区的 rds可以用下式计算
UA为厄尔利电压。
DQ
A
ds I
U
r?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 46
),( DSGSD uufi?
若输入为正弦量,上式可改写为
ds
ds
gsmd UrUgI
1
通常 rds较大,Uds对 Id的影响可以忽略,则
3― 3― 2 场效应管的低频小信号模型
gsmd UgI?
DS
ds
GSmDS
DS
D
GS
GS
D
D durdugduu
idu
u
idi 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 47
rds
(a)
gmUgs
Uds
Id
D
S
(b)
gmUgs Uo
Id
D
S
图 3― 13 场效应管低频小信号简化模型
ds
ds
gsmd UrUgI
1 gsmd UgI?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 48
3―4 场效应管放大器
3― 4― 1 场效应管偏置电路
偏置方式自偏压方式混合偏置方式
确定直流工作点方法图解法 解析法适宜 JFET,DMOSFET
适宜 JFET,DMOSFET,EMOSFET
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 49
图 3― 14
(a)自偏压方式； (b)混合偏置方式
RD
UDD
RS (自偏压电阻 )
ui RG
V
(a)
RD
UDD
RS (自偏压电阻 )
ui RG2
(b)
RG1(分压式偏置 )
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 50
一,图解法
SDGS Riu
栅源回路直流负载线方程
1.自偏压方式
RD
UDD
RSui RG
V
图 3―15 (a)图解法求自偏压方式电路的直流工作点
i
D
u
G S
0
SR
1?
Q
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 51
图 3― 15 (b)图解法求混合偏置方式电路直流工作点
SDDD
GG
G
GS RiURR
Ru?
21
2
2.混合偏置方式 栅源回路直流负载线方程
i
D
u
G S
0
RD
UDD
RSui RG2
RG1
SR
1?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 52
二,解析法
2)1(
G S o ff
GS
D S SD U
U
Ii
已知电流方程及栅源直流负载线方程，联立求解即可求得工作点。
RD
UDD
RSui RG
V
SDGS Riu
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 53
3― 4― 2场效应管放大器分析一,共源放大器
U
i
C
2C
1
R
D
R
G1
R
S
U
DD
＝＋ 2 0 V
R
G2
＋
1 5 0 k
5 0 k
2k
1 0 k
＋
＋
R
L
1M
( a )
U
o
.
R
G3
1M
.
C
3
图 3― 16 (a)共源放大器电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 54
r
d s
D
S
U
o
R
D
R
L
+
_
+
_
U
i
G
R
G 3
R
G 2
R
G 1
g
m
U
g s
图 3― 16 (b)共源放大器电路低频小信号等效电路
MRRRR GGGi 0 3 7 5.1// 213
kRrRR DdsDo 10//
)////( LDdsgsmo RRrUgU )(
LDm
i
o
u RRgU
UA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 55
ui
＋
－
C2
C1
C3
RD
uo
＋
－
RG1
RG3
RS2
UDD
RG2 ＋
RS1
150k
50k 2k
10k
1k
＋
＋
1M
RL
1M
gm＝ 5mA/V
图 3― 18 (a)带电流负反馈的放大电路例 试画出低频小信号等效电路，并计算增益 Au。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 56
图 3-18 (b) (c)带电流负反馈放大电路的等效电路及简化等效电路
g
m
U
g s
D
S
U
o
R
S 1
R
D
R
L
r
d s
U
o
R '
L
1 + g
m
R
S 1
g
m
U
i
+
_
+
_
R
S 1
)//( LDdo RRIU
)( 1Sdimgsmd RIUgUgI
i
Sm
m
d URg
gI
11?
3.8)//(1
1
LmLD
Sm
m
i
o
u RgRRRg
g
U
UA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 57
C2
C1
RG1
RS
UDD
RG2
150k
50k 2k
＋ ＋
RL
10k
Uo
RG3
1M
＋
－
＋
－
Ui
gm＝ 2mA/V
图 3― 19 (a)共漏电路二,共漏放大器
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 58
图 3― 19 (b)共漏电路等效电路
＋
－
UoRLRS
S
D
Id
gmUgs ＝ gm[Ui -Id(RS RL)]//
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 59
1,放大倍数 Au
][)]//([ LdimLSdimgsmd RIUgRRIUgUgI
)//( LSdo RRIU?
i
Lm
m
d URg
gI
1
Lm
Lm
i
LSd
i
o
u Rg
Rg
U
RRI
U
UA
1
)//(
76.0106.11021 106.1102 33
33
＋
－
UoRLRS
S
D
Id
gmUgs
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 60
2.输入电阻
MRRRRR GGGGi 0 3 7 5.1// 213
C2
C1
RG1
RS
UDD
RG2
150k
50k 2k
＋ ＋
RL
10k
Uo
RG3
1M
＋
－
＋
－
Ui
gm＝ 2mA/V
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 61
图 3―20 计算共漏电路输出电阻 Ro的电路
3,输出电阻 Ro
C2
C1
RG1
RS
UDD
RG2
150k
50k 2k
＋ ＋
Uo
RG3
1M
RL
10k
＋
－
＋
－
Ui
gm＝ 2mA/V
I o
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 62
图 3―20 计算共漏电路输出电阻 Ro的等效电路
R
S
I '
S
+
_
I
o
g
m
U
g s
= g
m
( - U
o
)
U
o
R
o
I
S
R mS
o
o gI
UR 1?
omomgsmS UgUgUgI )(
400
102
1
//102
1
//
3
3
m
So
g
RR
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 63
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 64
作 业
3-1
3-3
3-4
3-5
3-7
3-8
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 65
uGS/V0－ 1－ 2－ 3
1
2
3
4
5IDSS
UGSoff
iD /mA
(a)转移特性曲线为保证场效应管正常工作,PN结必须加反向偏置电压图 3― 3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 66
图 3― 3JFET的转移特性曲线和输出特性曲线
(b)输出特性曲线
1
2
3
4
iD /mA
0 10 20
uDS/V
可变电阻区 恒截止区
－ 2V
－ 1.5V
－ 1V
u DS ＝ uGS－ UGSoff
5 15
流区击穿区
UGS ＝ 0V
UGSoff
－ 0.5V
漏极输出特性曲线,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 67
uGS/V0－ 1－ 2－ 3
1
2
3
4
5IDSS
UGSoff
iD/mA
1
2
3
4
iD/mA
0
10 20 uDS/V
可变电阻区 恒截止区
－ 2V
－ 1.5V
－ 1V
uDS＝ uGS－ UGSoff
5 15
流区击穿区
UGS＝ 0V
UGSoff
－ 0.5V
从输出特性曲线作转移特性曲线示意图转移特性曲线,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 68
源极 栅极 漏极氧化层
(SiO2)
B
P型衬底
N＋ N＋
L耗尽层
A1层
S G D
(a)立体图图 3― 5绝缘栅 (金属 -氧化物 -半导体 )场效应管结构示意图
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 69
图 3― 5绝缘栅 (金属 -氧化物 -半导体 )场效应管结构示意图
(b)剖面图
S G D
N＋ N＋
P型硅衬底绝缘层 (SiO2)
衬底引线 B
半导体
N沟道增强型 MOSFET的结构示意图和符号,avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 70
uGS/V0 321
1
2
3
4
5
UGSth
iD/mA
图 3― 7 NMOSFET的转移特性曲线
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 71
iD
0 u
DS
UGS ＝ 6V
截止区
4V
3V
2V
5V
可变电阻区恒流区 区穿击图 3― 8输出特性
G S thGSDS uu
(a)输出特性
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 72
图 3― 8输出特性
uDS
iD
0
UGS
UA (厄 尔利电压 )
(b)厄尔利电压
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 73
BJT FET
导电机构 多子、少子（双极型） 多子（单极型）
工作控制方式 流控 压控输入阻抗 102～ 103 108～ 1012
放大能力? (大 ) gm(小 )
工艺 复杂 简单，易集成使用 C－ E不可置换 D－ S 可置换辐射光照温度特性 不好 好抗干扰能力 差 好
DGS iu?CB ii?
BJT与 FET的对比
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 74
使用 FET的几点注意事项
保存
测量
焊接
JFET用万用表测试要小心谨慎。
电烙铁要有中线。
MOSFET一般不可测。
各电极焊接顺序为,S→D→G。
断电焊接。
注意将几个管脚短路（用金属丝捆绑）。
