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g1
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U
SQ

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Rs
GSQ
U GQ U SQ
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g1
g1
Rg 2
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DD
I DQ Rs
R g1 u GS V DD i D R s R g1 R g 2 2 [ u GS 1] i D I DO U GS (th)
当外加反向电压增大至某一数值时，两侧的耗尽层相遇，整 个沟道被夹断，沟道电阻趋于无穷大。此时所对应的栅-源 电压称为夹断电压。
第3章 场效应管及其放大电路分析
（2） u
GS
0 ，
u
DS
0
情况
第3章 场效应管及其放大电路分析
当栅-源之间加反向电压，漏-源之间加正向电压时，由于栅源之间加反向电压，耗尽层加宽，导电沟道变窄，沟道电阻 增大； 设栅-源之间所加反向电压为范围内的某一固定值。此时由 于漏-源之间加正向电压，就有从漏极到源极的漏极电流产 生。由于漏极电流在流经导电沟道时会产生电压降，使得沟 道上各点与栅极之间的电压不再相等，从而导致沟道中耗尽 层的宽度进一步变得不等宽。
第3章 场效应管及其放大电路分析
3.1.2 绝缘栅型场效应管
MOS管按照制造工艺和材料不同，可分为N沟道和P沟道； MOS管按照工作方式不同，又可分为增强型和耗尽型； 因此MOS管可分为N沟道增强型、P沟道增强型、 N沟道耗 尽型和P沟道耗尽型四种。 增强型MOS管与耗尽型MOS管的区别是：增强型MOS管在 栅-源之间未加电压时，无导电沟道；只有当栅-源之间加上 电压后，才能产生导电沟道。而耗尽型MOS管在栅-源之间 未加电压时，已经存在导电沟道。 以N沟道增强型MOS管为例，介绍MOS管的结构、工作原 理及特性曲线。
u
第3章 场效应管及其放大电路分析
（2） 0 ， GS 0 情况 DS 当漏-源之间不加电压，栅-源之间加正向电压时，由于栅极 和衬底之间相当于以绝缘层为介质的平板电容器，在栅-源 正向电压的作用下，栅极表面会积累正电荷，该正电荷能够 吸引衬底中的少子自由电子，排斥衬底中的多子空穴，使得 栅极附近的P型衬底中留下不能移动的负离子，形成耗尽 层。 随着外加栅-源电压的增加，耗尽层将继续加宽，当增加至 一定值时，自由电子将被吸引到绝缘层与耗尽层之间，形成 一个N型薄层，称为反型层，这个反型层即是漏-源之间的导 电沟道。开始形成反型层时的栅-源电压，称为开启电 压。形成反型层后，继续增加，反型层将加宽，沟道电阻将 减小。如图示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
3.2.1 共源放大电路的分析
1．自偏压电路
第3章 场效应管及其放大电路分析
直流通路：
uGS iD Rs 2 u GS ] i D I DSS [1 U GS (off )
U
DSQ
V DD I DQ R s R D
第3章 场效应管及其放大电路分析
模拟电子技术
第3章 场效应管及其放大电路分析 范立南 恩莉 代红艳 李雪飞 中国水利水电出版社
第3章 场效应管及其放大电路分析
第3章 场效应管及ຫໍສະໝຸດ 放大电路分析3.1 场效应管的基本概念
3.2 场效应管放大电路的分析
第3章 场效应管及其放大电路分析
3.1 场效应管的基本概念 3.1.1结型场效应管
第3章 场效应管及其放大电路分析
（3）极限参数 ①最大漏电流：是指管子正常工作时所允许通过的漏极电流 的最大值。 ②最大耗散功率：是决定管子温升的参数，超过此值时，管 子会因过热而被烧坏。 ③漏源击穿电压：是指随着漏-源电压的增加，使得漏极电 流急剧增加是的漏-源电压值。正常工作时，若超过此值， 管子将会被击穿。 ④栅源击穿电压：是指栅源间所能承受的最大电压。正常工 作时，若超过此值，栅极和沟道间的PN结将会被击穿。
第3章 场效应管及其放大电路分析
NMOS管的低频小信号简化等效电路如图所示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
①画交流通路
第3章 场效应管及其放大电路分析
②画交流等效电路
第3章 场效应管及其放大电路分析
③求交流性能。

U A U
u

o

g
m
U ( R // R )
gs d L
第3章 场效应管及其放大电路分析
3．特性曲线 转移特性曲线是用于描述漏-源电压一定情况下，漏极电流 与栅-源电压之间关系的曲线，即 。 f
i
D
u GS U
DS
常数
N沟道JFET的转移特性曲线如图所示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
输出特性曲线是用于描述栅-源电压一定情况下，漏极电流 与漏-源电压之间关系的曲线，即 i D f u DS 。

U
GS
常数
N沟道JFET的输出特性曲线如图所示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
4．主要参数 （1）直流参数 ①夹断电压：是指漏-源电压为某定值时，使漏极电流为0或 某一微小数值（如10）时的栅-源电压值。 ②饱和漏电流：是指栅-源电压 断时所对应的漏极电流值。
u
GS
0 时，管子发生预夹
第3章 场效应管及其放大电路分析
由于漏极电流在流经导电沟道时产生的电压降从漏极到源极 逐渐增大，沟道上各点的电位从漏极到源极逐渐减小，即漏 极处的电位最大；源极处的电位最小为零，所以沟道上各点 与栅极之间的电压从漏极到源极逐渐减小，使得漏极处的耗 尽层最宽，从漏极到源极耗尽层宽度逐渐减小，从而沟道宽 度从漏极到源极逐渐增大，沟道电阻从漏极到源极逐渐减 小。 随着的进一步增大，沟道在漏极处发生预夹断，即漏极处两 侧的耗尽层相遇，如图示。此后继续增大，只是夹断区沿沟 道进一步加长，漏极电流不再增加，达到饱和。
解：该管为N沟道增强型MOS管。
第3章 场效应管及其放大电路分析
3.2 场效应管放大电路的分析
按照输入输出回路公共端的不同，场效应管放大电路也分为 共源、共漏和共栅三种组态。 分析步骤为： （1）求静态工作点 ①画直流通路； ②求静态工作点。 （2）求交流性能 ①画交流通路； ②画交流等效电路； ③求交流性能。
第3章 场效应管及其放大电路分析
例：转移特性曲线如图所示。试判断：（1）该管为何种类 型？（2）从该曲线可以求出该管的夹断电压还是开启电 压？值是多少？
解：该管为N沟道结型场效应管，从该曲线上可以求出该管 的夹断电压，其值是-4V。
第3章 场效应管及其放大电路分析
【例3-2】输出特性曲线如图所示。试判断该管为何种类 型？
第3章 场效应管及其放大电路分析
1．结构 增强型NMOS管的结构示意图如图所示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
增强型NMOS、 PMOS管的符号如图所示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
耗尽型NMOS、 PMOS管的符号如图所示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
2．工作原理 （1） GS 0 情况 当栅-源之间未加电压时，漏-源之间是一对背靠背的PN结， 所以无论漏-源之间加正向电压还是反向电压，总有一个PN 结是截止的，漏-源之间没有导电沟道，也没有漏极电流产 生，如图示。
u
u
第3章 场效应管及其放大电路分析
第3章 场效应管及其放大电路分析
（3） uGS uGS (th) ，且为定值， uDS 0
情况
设栅-源之间所加电压为的某一固定值，漏-源之间加正向电 ) 压。由于 uGS uGS (th，所以漏-源之间的导电沟道已经形成， 又由于漏-源电压 uDS 0 ，所以有从漏极到源极的漏极电 流产生。由于漏极电流在流经导电沟道时会产生电压降，使 得沟道上各点与栅极之间的电压不再相等，从而导致沟道宽 度进一步变得不等宽。如图示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
第3章 场效应管及其放大电路分析
由于漏极电流在流经导电沟道时产生的电压降从漏极到源极 逐渐增大，沟道上各点的电位从漏极到源极逐渐减小，所以 沟道上各点与栅极之间的电压从漏极到源极逐渐增大，从而 沟道宽度从漏极到源极逐渐增大，沟道电阻从漏极到源极逐 渐减小。 随着的进一步增大，增至使 u GD U GS (th) 时，沟道在漏极处 发生预夹断。此后 uDS 继续增大，只是夹断区沿沟道进一步 加长，漏极电流不再增加，达到饱和。
③直流输入电阻：是指在漏-源之间短路时，栅-源电压与栅 极电流的比值。一般 RGS 107 。
第3章 场效应管及其放大电路分析
（2）交流参数 ①低频跨导：是指漏-源电压为某定值时，漏极电流的变化 量与对应栅-源电压的变化量的比值，单位为S。
②极间电容：场效应管的三个电极间存在着极间电容，即栅 源电容、栅漏电容和漏源电容。 ③输出电阻：是指在恒流区内，当栅-源电压为某定值时， 漏-源电压的变化量与漏极电流的变化量的比值。是用于 反映漏-源电压对漏极电流的影响的参数，体现在输出特 性曲线上，即是曲线上某点切线斜率的倒数。
i
U
g ( R // R )
m d L
gs
R R
i
g
R R
o
d
第3章 场效应管及其放大电路分析
2．分压式自偏压电路 分压式自偏压共源放大电路如图示。
第3章 场效应管及其放大电路分析
（1）求静态工作点 画直流通路
第3章 场效应管及其放大电路分析
U
GQ
U AQ
R g 2 V DD R g1
场效应管按照结构不同，可分为结型场效应管和绝缘栅型场效 应管两大类；
结型场效应管（Junction Field Effect Transistor，简称JFET） 按照制造工艺和材料不同，可分为N沟道结型场效应管和P沟 道结型场效应管两种。