第4章贴片场效应管及其放大器课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第4章贴片场效应管及其放大器课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 章贴片 场效应 及其 放大器 课件
- 资源描述:
-
1、第第4 4章章 场效应管及其放大电路场效应管及其放大电路 通过这一章的学习,我们要学会:通过这一章的学习,我们要学会:v1利用场效应管来实现信号放大;利用场效应管来实现信号放大;v2判断场效应管的管脚;判断场效应管的管脚;v3根据电路的需求来选择放大器件。根据电路的需求来选择放大器件。见教材见教材P654.1 4.1 概述概述v场效应管有三个电极,分别为场效应管有三个电极,分别为G(栅极)、(栅极)、S(源极)、(源极)、D(漏极)(漏极)。并且掌握几个重要概念并且掌握几个重要概念。场效应管是利用栅源之间的电压,即场效应管是利用栅源之间的电压,即uGS的大小来控制沟道宽度,的大小来控制沟道宽度
2、,从而控制漏极电流从而控制漏极电流iD的大小,是的大小,是利用电压控制电流利用电压控制电流的大小。的大小。NPPDGSVDSVGSIDS见视频见视频v场效应管是仅靠半导体中的空穴或自由电子之一来场效应管是仅靠半导体中的空穴或自由电子之一来导电的,它又被称为导电的,它又被称为单极性晶极管单极性晶极管。v场效应管分为场效应管分为结型结型场效应管(场效应管(Junction field effect transistor,简称简称JFET)和)和绝缘栅型绝缘栅型场效应管场效应管(Insulated gate field effect transistor,简称,简称IGFET)两大类)两大类。v绝缘
3、栅型场效应管有绝缘栅型场效应管有增强型增强型和和耗尽型耗尽型两类。不论结两类。不论结型还是绝缘栅型场效应管,它们又可分为型还是绝缘栅型场效应管,它们又可分为N沟道沟道和和 P沟道沟道两种。两种。4.2 4.2 结型场效应管结型场效应管v4.2.1 结型场效应管的工作特性结型场效应管的工作特性(1 1)栅源电压)栅源电压u uGSGS对导电沟道的控制作用对导电沟道的控制作用改变改变uGS,可以控制,可以控制耗尽区耗尽区的厚薄,亦即改变导电区域的大小,的厚薄,亦即改变导电区域的大小,从而达到控制漏极和源极之间的电阻大小的目的,从而来控制从而达到控制漏极和源极之间的电阻大小的目的,从而来控制流过管子
4、的工作电流流过管子的工作电流iD的大小。的大小。v(2)漏源电压)漏源电压uDS的大小对导电沟道产生的影响的大小对导电沟道产生的影响 如如uDS=0,则不管,则不管uGS为何值,都无法产生为何值,都无法产生iD。所以。所以只有将只有将uDS与与uGS一起来控制导电沟道的宽窄。一起来控制导电沟道的宽窄。1 1结型场效应管的特性曲线结型场效应管的特性曲线v输出特性可分成四个区域输出特性可分成四个区域:v(1)可变电阻区:)可变电阻区:uDS固定固定5V时,时,uGS uGS(off)v 的绝对值区域。的绝对值区域。v(2)恒流区(放大区):)恒流区(放大区):uDS uGS(off)5V 时,时,
5、iD不变。不变。v(3)击穿区:)击穿区:uDS 很大很大,iD也很大也很大。v(4)夹断区:)夹断区:uGS uGS(off),),iD0v(5)预夹断区:)预夹断区:uGS uGS(off)(a)输出特性曲线)输出特性曲线 (b)转移特性曲线)转移特性曲线图图4.3 N型沟道场效应管输出特性曲线和转移曲线型沟道场效应管输出特性曲线和转移曲线 见教材见教材P66v预夹断电压:预夹断电压:uGS uGS(off)表示沟道刚好接近消失的电压。表示沟道刚好接近消失的电压。注意:(注意:(1)预夹断前:)预夹断前:uGD uGS(off)即即uGS uDS uGS(off)(2)预夹断时:)预夹断时
6、:uGS uGS(off)即即uGS uDS uGS(off)(3)预夹断后:)预夹断后:uGD uGS(off)即即uGS uDS uGS(off)(4)夹断时:)夹断时:uGS uGS(off),),iD0见教材见教材P67例题例题结型场效应管工作在放大状态的基本条件是:结型场效应管工作在放大状态的基本条件是:对于对于N沟道管,在其栅沟道管,在其栅-源之间加负电压源之间加负电压uGS0V;对于对于P沟道管,沟道管,uGS0 V,以,以保证耗尽层承受反向电压保证耗尽层承受反向电压;漏漏-源之间要加正向电压源之间要加正向电压,以形成漏极电流,以形成漏极电流iD,即,即uDS0。2 2转移特性转
7、移特性v漏极电流漏极电流iD与栅源电压与栅源电压uGS之间的函数关系之间的函数关系()DSDGSUif u常数在恒流区在恒流区,可以认为,可以认为,iD仅由仅由uGS决定决定,随着随着uGS的上升,电流的上升,电流iD也越来越大也越来越大.恒流区中恒流区中iD的近似表达式的近似表达式:21GSDDSSGS offuiIU(UGS(off)uGS 0,由于未形成导电的,由于未形成导电的N型反型层(导电沟道),源漏极间也不会有型反型层(导电沟道),源漏极间也不会有电流流过电流流过.ID0.v当当uDS0 时,时,uGS0,且不断增大时,且不断增大时,此时此时ID的大小由的大小由uGS决定决定;随着
8、随着uGS的增大,当的增大,当uGS=UGS(th)时时,即即iD仅由仅由uGS决定,管子就进入恒流决定,管子就进入恒流区区。v绝缘栅增强型场效应管工作时,漏极绝缘栅增强型场效应管工作时,漏极D和源和源极极S之间要有正电压,之间要有正电压,即即uDS0;栅源电压也;栅源电压也必须为正,即必须为正,即uGS UGS(th)。v增强型增强型:随:随uGS的增强,导电沟道横截面增大,的增强,导电沟道横截面增大,导电能力增强,在一定的导电能力增强,在一定的uDS 条件下,电流条件下,电流ID越大越大 耗尽型耗尽型:在:在siO2层中掺入了大量的正离子,使得层中掺入了大量的正离子,使得 uGS0时,就有
9、垂直电场的存在,并吸引电子时,就有垂直电场的存在,并吸引电子到半导体的表面形成到半导体的表面形成N型导电沟道。在这种型导电沟道。在这种管子电路中,管子电路中,uGS0,N沟沟道会更强。道会更强。从曲线分析:从曲线分析:v【例【例4.24.2】两种场效应管的转移特性曲线分别如两种场效应管的转移特性曲线分别如图图 4.6(a)4.6(a)、(b)(b)所示,分别确定这两个场效应管的所示,分别确定这两个场效应管的类型,并求其主要参数(开启电压或夹断电压,跨类型,并求其主要参数(开启电压或夹断电压,跨导)。测试时电流导)。测试时电流i iD D的参考方向为从漏极的参考方向为从漏极D D到源极到源极S
10、S。图4.6 两个场效应管的转移特性曲线(a)(b)v解:(解:(1 1)从图)从图4.64.6(a a)图曲线可以读出,开启电压)图曲线可以读出,开启电压U UGSGS(thth)-2V-2V,因此是,因此是P P沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的转移特性曲线。管的转移特性曲线。平均平均跨导:跨导:v (2 2)从图)从图4.64.6(b b)图曲线可以读出,夹断电压)图曲线可以读出,夹断电压U UGSGS(offoff)-4V-4V,I IDSSDSS=4mA=4mA,U UGSGS可以工作在正值、零、负值,因此是可以工作在正值、零、负值,因此是N N沟沟道耗尽型道耗尽型MOSFETMO
11、SFET的转移特性曲线。的转移特性曲线。平均跨导:平均跨导:0(4)1.02(6)mgmS 4 11.50(2)mgmS 4.3.2 VMOS4.3.2 VMOS管管vVMOS管的结构可以解决普通管的结构可以解决普通MOS管无法管无法散发出较散发出较多的热量多的热量的问题。的问题。图图4.7 N型沟道绝缘栅增强型型沟道绝缘栅增强型VMOS管的结构示意图管的结构示意图VMOS管的漏区散热面积大,耗散功率可达千瓦以上;此外漏源极间管的漏区散热面积大,耗散功率可达千瓦以上;此外漏源极间击穿电压高,上限工作频率高,当漏极电流大于某一大小(如击穿电压高,上限工作频率高,当漏极电流大于某一大小(如500m
12、A)时,时,iD与与uGS基本成线性关系。基本成线性关系。VMOS管广泛应用于中、大功率管中。管广泛应用于中、大功率管中。4.3.3 4.3.3 绝缘栅型场效应管的测试绝缘栅型场效应管的测试v测试时,最好采用专门测试仪进行测量。如果必须测试时,最好采用专门测试仪进行测量。如果必须采用手工方式用万用表来测试,一定要充分做好防采用手工方式用万用表来测试,一定要充分做好防静电措施。静电措施。v1测试注意事项测试注意事项v2判定电极及类型判定电极及类型(1)首先判定栅极)首先判定栅极(2)判定管子类型及区分漏极与源极)判定管子类型及区分漏极与源极4.4 4.4 场效应管的应用场效应管的应用v441场效
13、应管的主要参数及使用注意事项场效应管的主要参数及使用注意事项v1、主要参数、主要参数v(1)直流参数)直流参数:开启电压:开启电压UGS(th)(增强型增强型mos)、夹断电压夹断电压UGS(off)(结型和耗尽型)(结型和耗尽型mos)、)、饱和漏极电饱和漏极电流流IDSS(结型)(结型)、直流输入电阻、直流输入电阻RGS(DC)v(2)交流参数)交流参数:跨导:跨导gm 极间电容:极间电容:Cgs和和Cgd约为约为13pF (3)极限参数)极限参数:最大漏源电流:最大漏源电流IDM、漏源击穿电压漏源击穿电压 U(BR)DS、栅源击穿电压、栅源击穿电压U(BR)GS、最大耗散功、最大耗散功率
14、率PDM DmUDSGSigu常数2 2、MOSMOS场效应晶体管使用注意事项场效应晶体管使用注意事项v使用时应注意以下规则:使用时应注意以下规则:(1)MOS器件出厂时通常装在黑色的导电防静电泡沫塑料袋中,切勿自行随便器件出厂时通常装在黑色的导电防静电泡沫塑料袋中,切勿自行随便 拿个塑料袋装。也可用锡纸包装。拿个塑料袋装。也可用锡纸包装。(2)MOSFET应防止栅极悬空,以免产生高的感应电压而击穿绝缘层,故在保应防止栅极悬空,以免产生高的感应电压而击穿绝缘层,故在保 存时应将栅源极间短接。存时应将栅源极间短接。(3)JFET的栅源极之间必须加反偏电压,以保证有高的输入电阻。的栅源极之间必须加
15、反偏电压,以保证有高的输入电阻。(4)取出的)取出的MOS器件要放置在防静电的容器中,如金属盘等,而不能存放在非器件要放置在防静电的容器中,如金属盘等,而不能存放在非 防静电的塑料盒上。防静电的塑料盒上。(5)焊接用的电烙铁必须良好接地。)焊接用的电烙铁必须良好接地。(6)MOSFET焊接时所用电烙铁外壳必须接地,应在焊接时将烙铁拔离交流电源焊接时所用电烙铁外壳必须接地,应在焊接时将烙铁拔离交流电源 后再焊接。后再焊接。(7)在焊接前最好把电路板的电源线与地线短接,完成后在分开电源线与地线。)在焊接前最好把电路板的电源线与地线短接,完成后在分开电源线与地线。(8)MOS器件各引脚的焊接顺序是漏
16、极、源极、栅极。拆机时顺序相反。器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。(9)安装有)安装有MOS器件的电路板在与机器的接线端子连接之前,最好要用接地的线器件的电路板在与机器的接线端子连接之前,最好要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子,再与电路板相连接。夹子去碰一下机器的各接线端子,再与电路板相连接。总之在运输、使用总之在运输、使用MOS器件时,要严格遵守防静电的操作规范。器件时,要严格遵守防静电的操作规范。4.4.2 4.4.2 场效应管构成的放大电路场效应管构成的放大电路v构成放大电路的基本条件是场效应管的工作点位于特性曲线构成放大电路的基本条件是场效应管的工作点位于特
展开阅读全文