2022-2023学年高二物理竞赛课件：场效应管及其放大电路

场效应管及其放大电路 2 例题、习题、作业 场效应管放大电路基础 金-氧-半场效应管（MOSFET） 结型场效应管（JFET） 场效应管（FET）概述 第四章 场效应管及其放大电路 3 一、场效应管概述 结型场效应管（JFET） 金-氧-半场效应管（MOS-FET） 场效应管分为: 场效应管是利用外加电压产生电场效应来控制电流大小，是电压控制电流的元件。 场效应管输入阻抗高（106~109Ω，最高可达1015Ω）。 场效应管是单极型晶体管，多子导电，温度稳定性好。 第四章 场效应管及其放大电路 4 G(栅极) S源极 D漏极 1、结构 二、结型场效应管（JFET） N P P 基底 ：N型半导体 两边是P区 导电沟道 N沟道结型场效应管 第四章 场效应管及其放大电路 5 N沟道结型场效应管 D G S 根据导电沟道的类型不同，JFET可分为N沟道和P沟道JFET两种类型： 箭头的方向表示栅结正偏时，栅极电流的方向。 N G(栅极) S源极 D漏极 P P 第四章 场效应管及其放大电路 6 P沟道结型场效应管 D G S P G(栅极) S源极 D漏极 N N 第四章 场效应管及其放大电路 7 （1）vGS对漏极电流iD的控制作用（当vDS=0时） 沟道较宽，沟道电阻较小。 负向增大 PN结变宽，沟道变窄，沟道电阻增大。 PN结合拢，沟道夹断，沟道电阻∞。 2、工作原理 第四章 场效应管及其放大电路 8 称为夹断电压 N沟道JFET： P沟道JFET： 总结：栅源电压 的改变，控制着沟道宽度（沟道电阻）的变化。此时若在FET的漏源之间加电压 ，则随着沟道电阻的变化，漏极电流 也会随之发生变化。 第四章 场效应管及其放大电路 9 （2）vDS对漏极电流iD的影响（当vGS不变时） 时 由0开始增大， 导电沟道宽度不均匀，呈楔形。沟道电阻增大。 继续增大到 时 发生预夹断， 继续增大， 夹断区向源极扩大， 基本保持不变 第四章 场效应管及其放大电路 10 当 时，沟道宽度减小，沟道电阻增大 对相同的 ， 减小。 改变 可以得到一组相似的伏安关系曲线 总结： （1）JFET栅源之间的PN结是反向偏置的，所以栅极电流iG≈0，输入电阻很高； （2）JFET是电压控制器件，iD受vGS控制； （3）预夹断后iD趋于饱和。 （4）P沟道JFET的工作电压，其极性与N沟道相反。 第四章 场效应管及其放大电路 11 （1）输出特性曲线 —— iD-vDS曲线 3、特性曲线 第四章 场效应管及其放大电路 11 12 （2）转移特性曲线 —— 一定vDS下的iD-vGS曲线 饱和漏极电流 实验表明： 夹断电压 第四章 场效应管及其放大电路 12 $