2.6　场效晶体管放大电路（课件）- 高一《电子技术基础与技能》同步教学（高教版·第3版）

*2.6场效晶体管放大器 【教学目的】 1.了解绝缘栅型和结型场效晶体管的结构特点、类型。 2.掌握绝缘栅型和结型场效晶体管的电路符号。 3.理解场效晶体管电压控制原理、特性曲线及三个工作区域的特点。 4.了解场效晶体管主要参数的含义。 5.了解场效晶体管放大电路的结构及偏置方式。 【教学重点】 1.绝缘栅型和结型场效晶体管的结构特点、类型和电路符号。 2.场效晶体管的电压控制原理、特性曲线及三个工作区域的特点。 3.场效晶体管放大电路结构及偏置方式。 【教学难点】 1.绝缘栅型和结型场效晶体管的结构特点。 2.场效晶体管电压控制原理及三个工作区域的特点。 3.场效晶体管主要参数的含义。 2.6.1场效晶体管简介 2.6.2场效晶体管放大电路 2.6.1场效晶体管简介 场效晶体管是利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流的器件，属于电压控制型 半导体器件。 场效晶体管具有输入电阻高、噪声低、功耗小等优点，在大规模集成电路中得到广泛 的应用。 1.绝缘栅场效晶体管 (1)结构 二氧化硅 二氧化硅 二额化硅 二氧化硅 (si0,) (si0,) (si0,) (Si0,) N 型导电构演 P刺底 N村底 P村底 N村底 B(村底引线) B(判底引线) B(村底引线) B(村底引线) (a) N沟道增强型 (b)P沟道增强型 (c)N沟道耗尽型 (d)P沟道耗尽型 绝缘栅场效晶体管有耗尽型和增强型两大类，每一类又有N沟道和P沟道两种。 绝缘栅型场效晶体管的栅极与源极、漏极之间都是绝缘的。 绝缘栅型场效晶体管又简称MOS场效晶体管。 绝缘栅场效晶体管的电路符号： E (a)耗尽型 (b)增强型 衬底的实线和虚线分别表示有预留导电沟道和没有预留导电沟道。 箭头方向表示衬底与沟道之间是由指向，箭头指向管内表示为N沟道MOS管，箭头指 向管外表示为P沟道MOS管。 (2)工作原理 N沟道增强型绝缘栅场效管 DS 在实际使用时，只要有可能，常将衬底电极 耗尽层N沟道 电场方向 与源极相连。 P村底 当栅、源极间电压VGs=0时，漏、源极间没有导电沟道，处于截止状态。 当Vcs超过开启电压Vs(h,时，形成漏区和源区间的导电N沟道。此时在漏极和 源极之间加正向电压VD5,则会有电流经沟道到达源极，形成漏极电流电流I。,场效管 处于导通状态。 's越大，导电沟道越宽，沟道电阻越小，I。越大，这就是WN沟道增强型场效管 V控制In的基本原理。 (3)主要特性 Ip/mA Ip/mA I区： 6V I区 V VDS=10V 2 4V 3v 1 Vas-2V 2 10 Vos/V GS(th) (a)转移特性曲线 (b)输出特性曲线 。转移特性 漏源电压VDs一定时，漏极电流I。与栅源电压Vs之间的关系称为转移特性。 转移特性反映了Vs对I。的控制能力。 只有当V>V,时才有漏极电流ID，且随着V增大，I。相应增大。 输出特性 栅源电压Vcs一定时，漏极电流I。与漏源电压Vs之间的关系称为输出特性。 I区：称为可变电阻区。该区域Vs较小，Ip的大小不仅与's有关，也与Vs有 关。沟道电阻随V的大小而变。 Ⅱ区：称为饱和区。该区域漏极电流I。几乎不随漏源电压Y。的变化而变化，只随 栅源电压V的增大而增大，故Ⅱ区又称放大区。 II区：称为击穿区。该区域漏源电压Vos较大，场效管内的PN结被击穿，Vs和'Ds 失去对I。的控制作用，若不加限制，场效管会损坏。使用时V不可过大。 2.结型场效晶体管 d 耗尽层 耗尽层 N N g g N沟道 P沟道 N沟道结型场效晶体管 P沟道结型场效晶体管 转移特性 漏源电压VDs一定时，漏极电流I。与栅源电压VGs之间的关系称为转移特性。 转移特性曲线位于纵坐标的左侧，说明栅源极之间加的是负电压，即VGs≤0。 Ip/mA Ip/mA 5 5 VGS-0V ☒ 4 Ⅱ区 Ⅲ区 3 VDS-10V -1V -2V -3V/ 3 -2 Vas 246810121416yoV VGstom (a)转移特性曲线 (b)输出特性曲线 当'Gs=O时的漏极电流称为漏极饱和电流 i I pss 当I,=0时，导电沟道被完全“夹断”，管子截止，此时的Vcs为夹断电压Vcs(明) ▲输出特性 栅源电压VGs一定时，漏极电流ID与漏源电压's之间的关系称为输出特性。 输出特性曲线分为三个区域：可变电阻区(I区)、饱和区（Ⅱ区）、击穿区（Ⅲ 区)，其含义与绝缘栅型场效晶体管相同。