(场效应管)1汇编课件.ppt

1、设共射放大电路在室温下运行，其参数为：，pF5.000MHz4100100cbT0bbCfrvoviRb1RcReCbCcVcc5.1k+12V1.8k91k1010+Ce10Rb224kLR5.1k1kSR实验二频率特性研究1、求静态工作点:BQVEQVCQVBQICQIEQI2、试计算它的中频源电压增益，并用分贝数表示；3、试计算它源电压增益的上限频率;VVBEQ7.04、忽略 试计算它源电压增益的下限频率。bReR 解：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：，pF5.000MHz4100100cbT0bbCfrvoviRb1RcReCbCcVcc5.1k+12V1.8k91k1010+C

2、e10Rb224kLR5.1k1kSR实验二频率特性研究1、求静态工作点，BQVEQVCQVBQICQIEQICCb2b1b2BQVRRRVeEQEQCQRVIIcCQCCCQRIVVCQBQIIVVBEQ7.0BEQBQEQVVVV5.2V8.1mA1V9.6A10 解：模型参数为EQTeebIVrr)1()1(00k6.2实验二频率特性研究Tmeb2 fgC cbLm1)1(CRgCMS038.0pF1.15pF48cbLm2)11(CRgCMpF505.0TmVIgEQ设共射放大电路在室温下运行，其参数为：，pF5.000MHz4100100cbT0bbCfr2、试计算它的中频源电压增益

3、，并用分贝数表示；VVBEQ7.0EQTbbbeIVrr)1(0k7.29.652、试计算它的中频源电压增益，并用分贝数表示；，pF5.000MHz41001mA100cbT0CbbCfIr。k1.5cRkreb6.2pF 1.15ebCpF 481MC，1ksR9.65lg20lg20MvsAdB4.36实验二频率特性研究bebsbebbeebLm/rRRrRrrRgAvsMkrbe7.2krR4.2/bebkkkkkks4.214.27.26.255.2038.0 解：增益用分贝数表示3、试计算它源电压增益的上限频率;M1ebCCCpF1.63RCf21H ZMH36.3实验二频率特性研究

4、ebbbbs rrRRR/)/(kRR95.0/bsk75.0，pF5.000MHz41001mA100cbT0CbbCfIr。k1.5cRkreb6.2pF 1.15ebCpF 481MC，1ksRkrbe7.2 解：所以该电路源电压增益的下限频率为的串联和为)1(e1CCCb)(21bes1L1rRCf )(21LcCL2RRCfFC1.01ZH430ZH5.1ZH430实验二频率特性研究4、忽略 试计算它源电压增益的下限频率。bR，pF5.000MHz41001mA100cbT0CbbCfIr。k1.5cRkreb6.2pF 1.15ebCpF 481MC，1ksRkrbe7.2 解：v

5、oviRb1RcReCbCcVcc5.1k+12V1.8k91k1010+Ce10Rb224kLR5.1k1kSReR1.N1.N沟道增强型沟道增强型MOSFETMOSFET的结构的结构L：沟道长度沟道长度W：沟道宽度沟道宽度tox：绝缘层厚度绝缘层厚度m15.0m505.0m04.0人的头发直径人的头发直径m50【小数据小数据】结构示意图结构示意图4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET剖面图剖面图符号符号实际的实际的N N沟道沟道增强型增强型MOSFET结构剖面图结构剖面图代表符号代表符号1.N1.N沟道增强型沟道增强型MOSFETMOSFET的结构的结构4.1.1 N沟道增强型沟道

6、增强型MOSFET2.2.工作原理工作原理（1）vGS对沟道的控制作用vGS=00vGS VT VT vGS vGS越大，导电沟道越厚越大，导电沟道越厚反型层反型层d、s间加电压后间加电压后4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFETDivGS电场电场沟道沟道将有电流产生将有电流产生有有无无有有有有无无无无无电流无电流无电流无电流（2 2）可变电阻区和饱和区的形成机制vDSDS由由0 0逐渐增大逐渐增大I ID D也由也由0 0逐渐增大逐渐增大TGSVv2.2.工作原理工作原理4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFETTDSGSvvvA A、什么叫预夹断、什么叫预夹断（2 2）可变电阻区

7、和饱和区的形成机制2.2.工作原理工作原理4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET 当当vDS增加到使增加到使 时，时，在紧靠漏极处出现预夹断。在紧靠漏极处出现预夹断。TDSGSVvv预夹断后，继续增加预夹断后，继续增加vDSB B、预夹断后、预夹断后MOSFETMOSFET如何进入饱和区如何进入饱和区夹断区延长夹断区延长ID基本不变基本不变（2 2）可变电阻区和饱和区的形成机制2.2.工作原理工作原理4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFETTDSGSvvvSGDGGGGGDDDTVGSvTGSDSVvvTGSDSVvv夹断演示夹断演示（3 3）vDS和和vGS同时作用时同时作用时

8、 vDS一定一定，不同的，不同的vGS,对应不同的对应不同的iD 给定一个给定一个vGS，就有一条不同的就有一条不同的 iD vDS 曲线曲线。2.2.工作原理工作原理4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET沟道中只有沟道中只有一种类型的载流子一种类型的载流子参与导电，参与导电，所以场效应管也称为单极所以场效应管也称为单极型三极管型三极管。MOSFET MOSFET是电压控制电流器件，是电压控制电流器件，iD D受受vGSGS控制。控制。预夹断前预夹断前iD D与与vDSDS呈近似线性关系；预呈近似线性关系；预夹断后，夹断后，iD D趋于饱和。趋于饱和。MOSFETMOSFET MOSF

9、ET MOSFET栅极与沟道间有绝缘层，因此栅极与沟道间有绝缘层，因此iG G 0 0，输入电阻很高。，输入电阻很高。小结：小结：4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET（1 1）输出特性）输出特性const.DSDGS)(vvfi vGSVT，导电沟道尚未形成，iD03.3.V-IV-I特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET3.3.V-IV-I特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（1 1）输出特性）输出特性const.DSDGS)(vvfi()DSGSTvvV22()DnG

10、STDSDSiKvV vv()22nnoxnKWCWKLL其中，nnoxKC oxCn本征导电因子：本征导电因子：反型层中电子迁移率：反型层中电子迁移率：栅极氧化层单位面积电容：栅极氧化层单位面积电容：4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET2()DnGSTDSiK vV v在特性曲线原点附近，在特性曲线原点附近，v vDSDS很小，进很小，进而忽略而忽略 ：输出电阻（原点附近）：输出电阻（原点附近）：GSDSdsovconstDdvrdi12()nGSTKvV3.3.V-IV-I特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（1 1）输出特性）输出特性22()DnGSTDSDSiKv

11、V vv2DSv4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFETDSGSTvvV2DOnTIK V式中,预夹断临界条件：预夹断临界条件：3.3.V-IV-I特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程（1 1）输出特性）输出特性2)(TGSnDVvKi22)1(TGSTnVvVK2)1(TGSDOVvI22()DnGSTDSDSiKvV vvTGSDSVvv转移特性转移特性.GSDDS)(常数vvfiVvDS102TGSDO)1(VIiDv3.3.V-IV-I特性曲线及大信号特性方程特性曲线及大信号特性方程4.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET输输入入特特性性输输出出特特性性转转移移

12、特特性性BJTMOSFET类别类别BEvBiOGSvGiO符号符号比较比较BJT(NPN)和和MOSFET(E型型NMOS),填写下表填写下表主要不同点主要不同点栅极不通栅极不通0Gi1,区域定区域定义不同义不同2,BJT电电流控制流控制3,MOSFET电压电压控制控制)1(/SBBETVveIi0Gi2TGSDO)1(VIiDvBii C22()DnGSTDSDSiKvV vv4.1.4 沟道长度调制效应沟道长度调制效应实际实际MOSMOS管在饱和区的输出特性曲线考虑管在饱和区的输出特性曲线考虑v vDSDS对沟道长度对沟道长度L L的调制作用：的调制作用：v vDSDS增加，增加，i iD

13、 D也相应地增加。也相应地增加。1 1、沟道长度调制效应、沟道长度调制效应4.1.4 沟道长度调制效应沟道长度调制效应典型器件：典型器件：10.1VL以以NMOSNMOS增强型为例：增强型为例：沟道长度调制参数沟道长度调制参数 对输出特性公式的修正：对输出特性公式的修正：1 1、沟道长度调制效应、沟道长度调制效应)1()(2DSTGSnDvVvKi)1()1(2DSTGSDOvVvI4.1.5 MOSFET的主要参数的主要参数三、交流参数三、交流参数DSGSDmVvig N N沟道增强型沟道增强型MOSFETMOSFET为例为例(不考虑不考虑沟道长度调制效应沟道长度调制效应)：2()2()DS

14、DSDmGSnGSTVVnGSTGSiK vVgK vVvv输出电阻输出电阻：低频互导低频互导：单位单位mS(毫西门子毫西门子)1()(2DSTGSnDvVvKiDDSdsivr12)(TGSnVvK2)(TGSnDVvKi4.2.1 MOSFET基本共源极放大电路基本共源极放大电路1.1.直流偏置及静态工作点的计算直流偏置及静态工作点的计算（1 1）简单的共源极放大电路（）简单的共源极放大电路（N N沟道）沟道）直流通路直流通路共源极放大电路共源极放大电路假设工作在饱和区假设工作在饱和区,则漏极电流为则漏极电流为满足满足)(TGSDSVVV 解：解：例题例题设设Rg1=75k，Rg2=50k，Rd=30k，2nV/mA1.0K试计算电路的栅源电压试计算电路的栅源电压VGS和漏源电压和漏源电压VDS。VDD=5V，VT=1V，DDgggGSVRRRV212V5507550V22)(TGSnDVVKImA2)12(1.0mA1.0漏源电压为漏源电压为dDDDDSRIVVV)301.05(V2VVDS2VVVVTGS1)12()(假设成立，结果即为所求。假设成立，结果即为所求。2.2.图解分析图解分析由于负载开路，由于负载开路，交流负载线与直交流负载线与直流负载线相同流负载线相同4.2.1 MOSFET基本共源极放大电路基本共源极放大电路4.1.44.2.1作作 业业