第二章 晶体三极管和场效应管 第二讲 场效应管-【单招零距离】电子电工专业综合（下）

总复习方案·第四部分电子线路 第二讲 场效应管 考纲要求 了解 结型场效应管和绝缘栅场效应管的工作原理和特性曲线。 掌掘 场效应管的主要参数、并能根据转移特性曲线和输出特性曲线判别场效应管的类型。 知识梳理 1.场效应管的分类 结构 结型 绝缘栅型(MOS) 导电沟道 N沟道 P沟道 耗尽型 沟道形成 增强型 2.场效应管的符号和极性（如表2一2一4所示） 表2一2一4场效应管的符号和极性 结型 耗尽型MOS 增强型MOS 符号 极性 符号 极性 符号 极性 D N沟道 Vs:一 0 Vs:+0 D Vos:+ Vis:+ Vis:+ Vis:+ P沟道 Vis:+ Vs:+0 Vus:- Vis : Vis:- Vis:- 3.场效应管的转移特性曲线（如表2一2一5所示）】 ·29· 单招零距离·电子电工专业综合 表2一2一5场效应管的转移特性曲线 结型 耗尽型MOS 增强型MOS N沟道 P沟道 Vc 4.场效应管的输出特性曲线（如表2一2一6所示） 表2一2一6场效应管的输出特性曲线 结型 耗尽型MOS 增强型MOS Vos-0V 2V as-6V -1V IV 5V N沟道 -2V Inss VGs-0V 4V -3V -1V 3V -4V -2V 2V V--5V -3V =1V Vos Fos s ln个 6 Fas-Ov 2V 19s--6V 1V -1y -5V P沟道 2V Vas-OV -4V 3V IV -3V 4V 2V -2V Vp 5V 。3V V-IV -Vos -Ips 两 5.主要参数 (1)夹断电压V, 是指Vs为定值的条件小，使耗尽型场效应管ID减小到零时的Vs值。它是耗尽型场效应管的 重要参数。 ·30· 总复习方案·第四部分电子线路 (2)开启电压V 是指Vs为定值的条件下，增强型场效应管开始导通时所需加的Vs值。它是增强型场效应管 的重要参数。 (3)饱和漏极电流1s 是指当场效应管工作在饱和区，且Vs=0时所对应的漏极电流。它是耗尽型场效应管的重要 参数。 (4)跨导gm 是Vs一定时，漏极电流变化量和引起这个变化量的栅一源电压变化量之比。它反映了Vs对 ,的控制能力名。= 欲单位是AW 6.场效应管与三极管比较 场效应管与晶体三极管在结构和原理上都有所不同，场效应管与晶体三极管的比较如表2一2一7所 示。 表2一2一7场效应管与晶体三极管比较 器件名称 项目 品体三极管 场效应管 极型特点 双极型 单极型 控制方式 电流控制 电压控制 类型 PNP型，NPN型 N沟道P沟道 放大参数 B=50~200 ga=1000~5000aA/V 输入电阻 1010'2 10~10"2 噪声 较大 较小 热稳定性 差 好 抗辐射能力 差 强 制造工艺 较复杂 简单、成本低 几点说明： (1)场效应管的特点 ①场效应管具有输入电阻高、噪声小的特点。 ②晶体三极管是利用基极电流去控制集电极电流的电流控制型器件：场效应管是利用输入电 压Vs的电场效应来控制输出电流I,的电压控制型器件。 ③品体三极管中有两种载流子参与导电，是双极型器件：在场效应管中起主要作用的载流子 始终是多数载流子，是单极型器件。 (2)耗尽型和增强型的区分 耗尽型与增强型的区分依据是：当Vs=0时，ID是否为零。 耗尽型：当Vs=0时，In=Iss≠0。 增强型：当Vs=0时，Io=0。 结型场效应管属于耗尽型场效应管。 ·31· 单招零距离·电子电工专业综合 (3)漏极和源极的调换 结型场效应管漏极与源极可以调换使用：衬底单独引线的MOS场效应管，漏极与源极可以调 换使用。 题型讲解 【例1】已知某场效应管的输出特性如图2一2一22所示，则该场效应管的类型是( A.P沟道 增强型 B.N沟道增强型 C.P沟道 耗尽型 D.N沟道耗尽型 【分析】本题要求学生根据输出特性曲线判别管子类型。 【解】因为图中Vs均为正值，因此，该管为N沟道增强型，答案为B。 【点拨】根据输出特性曲线判断场效应管类型的思路是观察V,s。 若Vs>0(全正)，划为增强型NMOS场效应管。 若Vs<0(全负)，则为增强型PMOS场效应管。 若Vs≥0，则为P沟道结型场效应管。 若Vs≤0，则为N沟道结型场效应管。 若Vs有正有负，则为耗尽型MOS场效应管。 I/mA V:=4V 5 ◆fmA 3.5y 3V/ 6 3￥/ V=0V/ 2.5V 1- -3V/ 2/ 1.5Y∠. -VN 0 ViN 图2-2-22 图2-2-23 【变式训练】1.场效应管的输出特性曲线如图2一2一23所示，则该管为 场效应 管，其饱和漏极电流Is= 【变式训练】2.某耗尽型场效应管的输出特性曲线如图2一2一24所示，则该管为 沟道的场效应管，其饱和漏极电流Is一 uA。 年i/mA 年I/mA 8 2V 4 -V=0y 3 V=Ov -2V -1V 2 -4W -2 -3V 0 0 V.N 图2-2-24 图2-2-25 【变式训练】3.场效应管的输出特性曲线如图2一2一25所示，则该管为 场效应 管，其饱和漏极电流Is一 ·32 总复习方案·第四部分 电子线路 【例2】如图2一2一26所示各特性曲线中，N沟道增强型MOS管的转移特性曲线是()。 红mA /mA /mA 年/mA 6426N (A (R) C (D 图2-2-26 【分析】本题要求学生根据转移特性曲线判别管子类型。 【解】答案为D。 【点拨】根据转移特性曲线判断场效应管类型的思路是观察曲线上Vs值。 若Vs>0(全正)，则为增强型NMOS场效应管。 若Vs<0(全负)，则为增强型PMOS场效应管。 若Vs≥0，则为P沟道结型场效应管。 若Vs≤O,则为N沟道结型场效应管。 若Vs有正有负，则为耗尽型MOS场效应管。 【变式训练】4.某场效应管的转移特性曲线如图2一2一27所示，则该管为 场效应 管，其开启电压U,= V。 Ip/mA fr/mA I/mA↑ 6 2 2 2 246s/V -8-4( 图2-2-27 图2-2-28 图2-2-29 【变式训练】5.某场效应管的转移特性如图2一2一28所示，由此可知该管是P沟道 (“增强”/“耗尽”)型的绝缘栅场效应晶体管，图中Us=一2V称为该管的 (填“开启”/“夹断”)电压。 【变式训练】6.某场效应管的转移特性曲线如图2一2一29所示，该场效应管的类型为 ,其夹断电压UpI= V, 盲点点击 1,某场效应管的Iss为6mA,且I。自漏极流出，大小为8mA,则该管是( A.耗尽型NMOS管 B.耗尽型PMOS管 C.增强型NMOS管 D.增强型PMOS管 【错解】由于不理解“I。自漏极流出，大小为8mA”的含义，因此往往得不到正解。 ·33· 单招零距离·电子电工专业综合 【分析】根据已知条件，I是耗尽型场效应管特有的参数，因而可排除增强型：I。自漏极流 出，意味着导电沟道中的电流是从源极流向漏极，因此是P沟道的：ID=8mA>Is,表明是MOS 型而非结型。 【正解】选B。 2.已知某场效应管的输出特性曲线如图2一2一30所示。试判断： 年I/mA (1)它是哪种类型的场效应管？ 2V (2)它的Vp(或V)、Iss是多少？ V V=0V (3)跨导gm是多少？ -1 【错解】Vp=-2(V) -2V 【分析】V,是In减小到零时的Vs值，图上没有直接标出，但通 -3 过观察其他Vs值可得Vp=一3V。 图2-2-30 【正解】这是耗尽型NMOS管；V,=一3(V),Iss=3(mA): Bm= △In △Vs =1000(4AV)。 实战演练 一、选择题 1,表征场效应管放大能力的重要参数是( A.开启电压 B.夹断电压 C.漏极饱和电流 D.跨导 2.开启电压是( )场效应管的重要参数。 A.结型 B.绝缘栅型 C.增强型 D.耗尽型 3.夹断电压和饱和漏极电流是()场效应管特有的参数。 A.结型 B.绝缘橱型 C.增强型 D.耗尽型 4.如图2一2一31所示三条转移特性曲线1,2、3所对应的场效应管的 类型分别为( )。 A.N沟道结型、耗尽型NMOS、增强型NMOS B.耗尽型NMOS、N沟道结型、增强型NMOS C.N沟道结型，增强型NMOS、耗尽型NMOS D.增强型NMOS,N沟道结型、耗尽型NMOS 5.已知场效应管放大电路为正常放大状态，测得场效应管静态时的 图2-2-31 Us=10V,Us=3V。由此可确定该场效应管的类型为图2一2一32中的 听可 图2-2-32 ·34· 总复习方案·第四部分 电子线路 二、判断题 1.结型场效应管的漏极和源极可以调换使用。 ( 2.三极管是双极型品体管，场效应管是单极型品体管。 3.增强型MOS管，当Vcs一0时所对应的漏极电流ID就是饱和漏极电流Iss 4.晶体三极管具有恒流特性，场效应管具有恒压特性。 r 5.衬底为N型硅片的MOS管就是N沟道MOS场效应管。 r 三、填空题 1.场效应管中起作用的载流子始终是 ,所以称为 器件，从结构上 看有 场效应管和 场效应管两大类。 2.场效应管是一种 控制型器件，利用 控制 3.场效应管的输出特性曲线可分为 区 区和 区. 4.场效应管的跨导gm是指当漏源极电压Us为常数时的 (“△Us与AUs”或“△ID 与△Us”或“△Us与△I,”)之比，g的大小反映了 (“us对s”或“us对in”)的控制 能力。 5.绝缘栅场效应管简称 管，按导电沟道可分为 和 6.某场效应管的转移特性曲线如图2一2一33所示，则该管是 场效应管，其中Is mA,V.(或V,) V,8m= uAV。 ◆1w/mA 41/m4 2 =0N/ -1/ -2 -3Y 6 -2 图2-2一33 图2-2一34 图2-2-35 7.某场效应管转移特性曲线如图2一2一34所示，由此可知该管是 型绝缘栅场效应 管，图中的一2V,称为该管的 电压。 四、分析计算题 1.某场效应管输出特性曲线如图2一2一35所示，试根据图中给出的数据判断： (1)它是哪一类型的场效应管？ (2)它的夹断电压为多少？ (3)它的饱和漏极电流是多少？ ·35· 单招零距离·电子电工专业综合 2.某场效应管输出特性曲线如图2一2一36所示，试判断： (1)它是哪一类型的场效应管？ (2)它的夹断电压为多少？ (3)它的饱和漏极电流是多少？ 年ImA -1 8 U=0V 6 +1W +2V +3W -夏eN 图2-2-36 3.某场效应管转移特性曲线如图2一2一37所示，试判断： (1)它是哪一类型的场效应管？ (2)它的Vp,Iss为多少？ (3)它的跨导gm是多少？ Iv/mA h -3 VN 图2-2-37 ·36· 总复习方案·第四部分 电子线路 4.已知放大电路中某场效应管的输出特性曲线如图2一2一38()所示.试在图(b)中画出对应 的转移特性曲线。 ◆L,/mA AI/mA 5 2V/ 4 4 3 V.-0N/ 3 -1￥/ 2 2 -2V/ 1 -3V VolV -4-3-2-101234 (a) ) 图2-2-38 ·37·总复习方案·参考答案 3.NPN c e b硅 2.直流通路交流流通路 4.PNP e c b锗 o.Voc 5.3.97mA 第二讲 场效应管 R 【变式训练】 1.耗尽型PMOS4mA 2.P6000 3.N沟道结型3mA 4.增强型NMOS4 (a) (b) 5.增强开启 6.耗尽型NMOS8 VT 【实战演练】 Re 一、选择题 1.D2.C3.D4.A5.B 二、判断题 (a) 1./2./3.×4.×5.× 三、填空题 VT 1.多数载流子单极型 结型绝缘栅型 2电压输入电压产生的电场效应输出电流 r.I 3.可调电阻饱和击穿 4.△l。与△Jos ucs对ip (b) 5.MOS NMOS PMOS 6.耗尽型PMOS661000 3.固定截止 7.P沟道增强开启 4.B5.B6.×7./ 四、分析计算题 8.(1)直流通路如图所示： +Vc 1.(1)N沟道结型(2)-3(V)(3)3(mA) 2.(1)耗尽型PMOS(2)3(V)(3)6(mA) R 3.(1)耗尽型NMOS(2)-3(V)6(mA) (3)2000(uA/V) 4. (mA) RB 10 VA=R十Rm Vae-20+10×12=4) VA-UBEQ 4-0.7 I四=R十a+BDRE=32+1X51≈40CnAW -4-3-2-101234V/八 Icg =BI BQ =50X 40gA =2(mA) Uca≈Vx-Ica(Re+Re)=12-2×(1+2)=6(V) 第三章 单级低频小信号放大器 (2)交流通路如图所示： 【变式训练】 1.(a)因电路中三极管发射结反偏，故不能正常放大。 (b)因电路中没有集电极电阻Rc,交流时电源V。将 输出端短路，无信号输出，故不能正常放大。 (c)因电路中发射结正偏、集电结反偏，且耦容电容 C1、C:能起到隔直通交的作用，故能正常放大。 ·244·