5場效應管放大電路5.1金屬-氧化物-半導體（MOS）場效應管5.3結型場效應管（JFET）*5.4砷化鎵金屬-半導體場效應管5.5各種放大器件電路性能比較5.2MOSFET放大電路1、MOSFET、JFET的分類及伏安關系2、MOSFET放大電路的原理及小信號分析法3、JFET放大電路的原理及小信號分析法4、場效應管應用注意事項重點：

場效應三極管是僅由一種載流子參與導電的半導體器件，是一種用輸入電壓控制輸出電流的的半導體器件。從參與導電的載流子來劃分，它有電子作為載流子的N溝道器件和空穴作為載流子的P溝道器件。

從場效應三極管的結構來劃分，它有兩大類。1.結型場效應三極管JFET

(JunctiontypeFieldEffectTransistor)2.金屬氧化物半導體三極管MOSFET

（MetalOxideSemiconductorFET）(MOSFET也稱絕緣柵型場效應三極管IGFET)（InsulatedGateFieldEffectTransistor)5.1金屬-氧化物-半導體（MOS）場效應管5.1.1N溝道增強型MOSFET5.1.5MOSFET的主要參數5.1.2N溝道耗盡型MOSFET5.1.3P溝道MOSFET5.1.4溝道長度調制效應5.1.1N溝道增強型MOSFET1.結構（N溝道）L：溝道長度W：溝道寬度tox

：絕緣層厚度通常W>L5.1.1N溝道增強型MOSFET剖面圖1.結構（N溝道）符號2.工作原理（2）vDS對溝道的控制作用靠近漏極d處的電位升高電場強度減小溝道變薄當vGS一定（vGS>VT）時，vDSID溝道電位梯度整個溝道呈楔形分布預夾斷后，vDS夾斷區延長溝道電阻ID基本不變2.工作原理（2）vDS對溝道的控制作用2.工作原理（3）vDS和vGS同時作用時

vDS一定，vGS變化時給定一個vGS，就有一條不同的iD–vDS曲線。3.

V-I特性曲線及大信號特性方程（1）輸出特性及大信號特性方程②可變電阻區vDS≤（vGS－VT）由于vDS較小，可近似為rdso是一個受vGS控制的可變電阻3.

V-I特性曲線及大信號特性方程（1）輸出特性及大信號特性方程②可變電阻區

n：反型層中電子遷移率Cox：柵極（與襯底間）氧化層單位面積電容本征電導因子其中Kn為電導常數，單位：mA/V23.

V-I特性曲線及大信號特性方程（1）輸出特性及大信號特性方程③飽和區（恒流區又稱放大區）vGS>VT

，且vDS≥（vGS－VT）是vGS＝2VT時的iDV-I特性：5.1.2N溝道耗盡型MOSFET1.結構和工作原理（N溝道）二氧化硅絕緣層中摻有大量的正離子可以在正或負的柵源電壓下工作，而且基本上無柵流5.1.2N溝道耗盡型MOSFET2.V-I特性曲線及大信號特性方程

（N溝道增強型）5.1.3P溝道MOSFET5.1.5MOSFET的主要參數2.低頻互導gm

二、交流參數考慮到則其中5.1.5MOSFET的主要參數三、極限參數1.最大漏極電流IDM

2.最大耗散功率PDM

3.最大漏源電壓V（BR）DS

4.最大柵源電壓V（BR）GS

(1)、結型場效管的柵源電壓不能接反，否則PN結會因正向偏置而使管子失去放大作用；(2)、結型場效管的漏極和源極可以互換使用；(3)、在輸入電阻要求較高時，須防潮，以免使輸入電阻減小。

四場效管應用時注意事項

B、MOS管應用時：(1)、MOS管的輸入電阻很高，致使柵極的感應電荷不易泄放，極易造成管子擊穿，所以存放時，將三個電極引線短接；(2)、MOS管的柵極與襯底間的絕緣層很薄，即使幾伏的感應電壓也會產生很高的電場強度，以致擊穿絕緣層，因此包裝、運輸、焊接時要特別小心，斷電操作。(3)、MOS管的漏極和源極可以互換使用，但當管子內部將體極與源極連在一起時，則漏源兩極不能對換使用。A、JFET管應用時：5.2.1MOSFET放大電路1.直流偏置及靜態工作點的計算（1）簡單的共源極放大電路（N溝道）直流通路共源極放大電路5.2.1MOSFET放大電路1.直流偏置及靜態工作點的計算（1）簡單的共源極放大電路（N溝道）假設工作在飽和區，即驗證是否滿足如果不滿足，則說明假設錯誤須滿足VGS>VT，否則工作在截止區再假設工作在可變電阻區即假設工作在飽和區滿足假設成立，結果即為所求。解：例：設Rg1=60k，Rg2=40k，Rd=15k，試計算電路的靜態漏極電流IDQ和漏源電壓VDSQ。VDD=5V，VT=1V，5.2.1MOSFET放大電路1.直流偏置及靜態工作點的計算靜態時，vI＝0，VG＝0，ID＝I電流源偏置VS＝VG－VGS（飽和區）5.2.1MOSFET放大電路2.圖解分析由于負載開路，交流負載線與直流負載線相同5.2.1MOSFET放大電路3.小信號模型分析（1）模型靜態值（直流）動態值（交流）非線性失真項當，vgs<<2(VGSQ-VT)時，5.2.1MOSFET放大電路3.小信號模型分析（1）模型0時高頻小信號模型解：例5.2.2的直流分析已求得：（2）放大電路分析（共源極）s（A）小信號模型（2）放大電路分析（共源極）s（B）Av,Ri,Ro計算（2）放大電路分析（共漏極）共漏（A）小信號模型及Av計算（2）放大電路分析（共漏極）（B）Ri及Ro計算5.3結型場效應管5.3.1JFET的結構和工作原理5.3.2JFET的特性曲線及參數5.3.3JFET放大電路的小信號模型分析法5.3.1JFET的結構和工作原理1.結構#

符號中的箭頭方向表示什么？2.工作原理①vGS對溝道的控制作用當vGS＜0時（以N溝道JFET為例）當溝道夾斷時，對應的柵源電壓vGS稱為夾斷電壓VP（或VGS(off)）。對于N溝道的JFET，VP<0。PN結反偏耗盡層加厚溝道變窄。

vGS繼續減小，溝道繼續變窄。2.工作原理（以N溝道JFET為例）②vDS對溝道的控制作用當vGS=0時，vDSIDG、D間PN結的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從上至下呈楔形分布。當vDS增加到使vGD=VP時，在緊靠漏極處出現預夾斷。此時vDS夾斷區延長溝道電阻ID基本不變2.工作原理（以N溝道JFET為例）③

vGS和vDS同時作用時當VP<vGS<0時，導電溝道更容易夾斷，對于同樣的vDS，

ID的值比vGS=0時的值要小。在預夾斷處vGD=vGS-vDS=VP綜上分析可知溝道中只有一種類型的多數載流子參與導電，

所以場效應管也稱為單極型三極管。JFET是電壓控制電流器件，iD受vGS控制。預夾斷前iD與vDS呈近似線性關系；預夾斷后，iD趨于飽和。#

為什么JFET的輸入電阻比BJT高得多？

JFET柵極與溝道間的PN結是反向偏置的，因

此iG0，輸入電阻很高。5.3.2JFET的特性曲線及參數2.轉移特性1.輸出特性與MOSFET類似3.主要參數5.3.2JFET的特性曲線及參數