2
VGS I D I DS 1 V PG
VGS I D I D0 1 VT
2
线性电子
22
§4.2 耗尽型MOSFET
JFET、EMOS与DMOS对比
相同点：各器件工作原理与伏安特性曲线形态相似 不同点： 导电沟道形成机制各不相同
uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？
线性电子
4.1、漏-源电压对漏极电流的影响
UGS(off) <uGS<0
uGD>UGS（off）
uGD＝UGS（off）
预夹断
uGD<UGS（off）
0>uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大。 VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的 电阻，iD几乎不变，进入饱和电流区，iD几 乎仅仅决定于UGS。
漏极输出伏安特性与转移特性：
预夹断电压VP
ID
I DS
N+ P B N+
可 变VP VGS VPG 电 饱和电流区 VGS 0 阻 VGS 0 区 VGS VPG
夹断 电压
ID I DS
VPG 0
VGS
0
VPG 截止区 VDS
VDS VP 饱和电流区： VPG VGS VDS VP 可变电阻区： VPG VGS
线性电子
§4.2 . 输出特性
漏极伏安特性
VDS VGS S G D
预夹断电压VP
ID
N+ P B
N+
0
VP
VDS
VP VGS VT
16
线性电子
§4.2. 输出特性
三个工作区
可 变VP VGS VT 电 饱和电流区 阻 区 V V
GS 1
ID
VDS VP 饱和电流区： VT VGS VDS VP 可变电阻区： VT VGS
线性电子
S
4.1 输出特性
漏极输出伏安特性
情况-1:
D
iD f (uDS ) U GS 常量
ID
ID
VGS 0
G
N P+ P+ P+
P+ P+
N 沟 道
P+
VDS
I DSS
VGS
0
VP 0
S
VDS
7
线性电子
4.1 输出特性
ID
情况-2:
-VP0 <VGS 0
N P+ P+
截止区：VGS VT
GS 2
VGS 2 VT
0
截止区
三种工作状态
饱和态：工作于饱和电流区
VDS
非饱和态：工作于可变电阻区 截止态：工作于截止区
线性电子
17
§4.2.转移特性
I D f VDS ,VGS I D f VGS VDS VP
饱和区
ID
I D0
为什么加Rg3?其数值应大些小些？ 哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
因IG恒为0 ，分压式偏置电路可提供精确固定的栅压，通过RS的合理 配置，可获得可正可负的栅源控制电压VGS，因而适用于各种FET； 线性电子
举例：FET直流偏置
已知N JFET 夹断电压VP 0 3.5V，I DSS 18mA， 求VGS 及VDS .
FET基本放
大电路结构
VDD
RG1
RD
C2
分压式直流偏置电路
C1
G
D S
RL CS Vo
交流输入端
交流输出端
Vi RG 2
RS
耦合电容
旁路电容
线性电子
1. 低频交流小信号混合h模型
器件参数各不相同
偏置要求（工作前提条件）各不相同
对N/P型器件而言，两者的栅源控制电压VGS反相，漏极电
流ID反相 线性电子
23
4.2 场效应管的分类
工作在饱和区时g-s、d-s间的电压极性
N沟道(uGS＜0，uDS＞0) 结型 P沟道(uGS＞0，uDS＜0) N沟道(uGS＞0，uDS＞0) 场效应管 增强型 P沟道(uGS＜0，uDS＜0) 绝缘栅型 N沟道(uGS极性任意，uDS＞0) 耗尽型 P沟道(uGS极性任意，uDS＜0)
D
P+ P+
VDS
ID
G
VGS 0
VGS VP 0
VGS
I DSS
N 沟 道
0
VP 0
VDS
S
与BJT输出特性类似，漏极伏安特性将形成一族曲线。
线性电子
8
4.1 输出特性
情况-3:
ID
VGS -VP0
N P+ G
D
-JFET截止，即
-VP0 <VGS 0
VDSQ VP =VP0 +VGSQ
转移 特性
基本放大电路、 静态、动态 频率
V I D I D 0 GS 1 VT
2
V 重要 I D I DSS (1 GS ) 2 公式 V
线性电子
P0
V I D I DS 1 GS VPG
ID
VP 0
ID VP 0
0
VDS
VGS VP 0
VGS 2 VP 0 VGS 1 VGS 2
VGS 0
0
I DSS
VGS
I DSS
VP VP 0 VGS
S
VGS I D I DSS 1 V P0
2
P-JFET与N-JFET工作原理相同，区别仅在于栅源控制电压VGS以及漏极电流
VGS
P+
VDS
N 沟 道
ID 0
线性电子
S
9
4.1 输出特性
N-JFET正常工作的前提条件
iD f (uDS ) U GS 常量
IDSS
g-s电压控 制d-s的等 效电阻
VDSQ VP =VP0 +VGSQ
可 变 电 阻 区
-VP0 <VGS 0
与BJT类似，漏极伏安特 性将形成一族曲线
第四章 场效应管及其基本放大电路
4.1 结型场效应管
4.2 绝缘栅型场效应管
4.3 直流偏置电路 4.4 场效应管的交流小信号模型
4.5 三种组态场效应管放大器的中频特性
4.6 单级共源放大器的频率特性
线性电子
1
§4.1 结型场效应管（N沟道为例）
单极型管∶输入阻抗特别大，噪声小、抗辐射能力强、低电压工作
•uGS=0可工作在电流饱和区的场效应管有哪几种？ •uGS＞0才可能工作在电流饱和区的场效应管有哪几种？ •uGS＜0才可能工作在电流饱和区的场效应管有哪几种？
线性电子
§4.3 直流偏置电路
1. 基本共源放大电路
根据场效应管工作在饱和电流区的条件，在g-s、 d-s间加极性合适的电源
U GSQ VGG I DQ VGG I DO ( 1) 2 VT
开启 电压
转移特性方程：
形式1
0 VT 2VT VGS
2
VGS I D I D0 1 VT
形式2
线性电子
18
§4.2. 耗尽型 MOS管
夹断电压VPG:
栅源电压模值。 小到一定 值才夹断
uGS=0时就存在 导电沟道
加正离子
VGS控制特点:耗尽型MOS管在 VGS＞0、 VGS ＜0、 VGS ＝0
VGS VPG
•饱和电流区，电流方程
截止区：VGS VPG
V I D I DS 1 GS VPG
20
2
线性电子
回顾：场效应管结构、工作原理与伏安特性
电压 控制型
结构 原理
导电沟道 反型层 反型层
结型FET
增强型MOSFET
耗尽型MOSFET
外部 条件 输出 特性
1. 结型场效应管
漏极D :Drain
结构示意图
栅极G :Gate
符号
导电 沟道
源极S: Source
场效应管三个极：对应 于晶体管e、b、c；
三个工作区域：截止区、饱和区、可变电阻区， 对应于晶体管截止区、放大区、饱和区。
线性电子
§4.1 结型场效应管
漏极（D）
结构要素
一条导电沟道 两个PN结 三个电极
-2V
-1V
O
uGS
转移特性方程： 在饱和区：
VGS 2 I D I DSS (1 ) 线性电子 VP0
uDG＞ VP0 VDS＞VGS VP 0
形式2
形式1
I D KVp2 K VGS VP 0
11
2
4. 1转移特性
P-JFET的漏极伏安特性及其转移特性
ID D P N+ G P 沟 道 VGS N+ VDS
线性电子
13
§4.2 MOSFET工作过程的动画演示
线性电子
4.2 增强型MOS管uDS对iD的影响
VGS VT
刚出现夹断
iD随uDS的增大而增
大，可变电阻区
uGD＝UGS(th),预夹断
服夹断区的电阻
iD几乎仅仅受控于 uGS，饱和电流区
uGS的增大几乎全部用来克
用场效应管组成放大电路时应使之工作在饱和区。N沟道增 强型MOS管工作在饱和电流区的条件是什么？