模块三 场效应管及放大电路.ppt
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1、1,场效应管及应用电路,2,场效应管是利用电场效应来控制电流大小,与双极型晶体管不同,它是只有一种载流子(多子)导电,输入阻抗高,温度稳定性好、噪声低。,结型场效应管JFET,绝缘栅型场效应管MOS,场效应管有两种:,引言:,3,N沟道,P沟道,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,(耗尽型),场效应管分类:,4,结型场效应管, 结构, 工作原理, 输出特性, 转移特性, 主要参数,JFET的结构和工作原理,JFET的特性曲线及参数,5,JFET的结构和工作原理,1. 结构,6,N沟道结型场效应管,7,S源极,P沟道结型场效应管,8,二、工作原理(以N沟道为例),9,10,N,G,S
2、,D,UDS,UGS=0,UGS=0且UDS0时耗尽区的形状,越靠近漏端,PN结反压越大,ID,2、VGS=0,D、S加正电压:,11,12,13,14,15,三、特性曲线,转移特性曲线 一定UDS下的ID-UGS曲线,16,输出特性曲线,UDS,0,ID,IDSS,VP,饱和漏极电流,夹断电压,某一VGS下,17,UGS=0V,恒流区,输出特性曲线,18,工作原理, VGS对沟道的控制作用,当VGS0时,(以N沟道JFET为例),当沟道夹断时,对应的栅源电压VGS称为夹断电压VP ( 或VGS(off) )。,对于N沟道的JFET,VP 0。,PN结反偏,耗尽层加厚,沟道变窄。,VGS继续减
3、小,沟道继续变窄,19,工作原理, VDS对沟道的控制作用,当VGS=0时,,VDS,ID ,G、D间PN结的反向电压增加,使靠近漏极处的耗尽层加宽,沟道变窄,从上至下呈楔形分布。,当VDS增加到使VGD=VP 时,在紧靠漏极处出现预夹断。,此时VDS ,夹断区延长,沟道电阻,ID基本不变,20,工作原理, VGS和VDS同时作用时,当VP VGS0 ,,导电沟道更容易夹断,对于同样的VDS , ID的值比VGS=0时的值要小。,在预夹断处,VGD=VGS-VDS =VP,21,综上分析可知,沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电, 所以场效应管也称为单极型三极管。,JFET是电压控制电流器件
4、,iD受vGS控制,预夹断前iD与vDS呈近似线性关系;预夹断后, iD趋于饱和。,JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的,因 此iG0,输入电阻很高。,22,JFET的特性曲线及参数,VP,1. 输出特性,输出特性曲线用来描述vGS取一定值时,电流iD和电压vDS间的关系,它反映了漏极电压vDS对iD的影响。即,可变电阻区:栅源电压越负,漏源间的等效电阻越大,输出特性越倾斜。,线性放大区:饱和区,恒流区,FET用作放大电路的工作区。,击穿区:栅源间的PN结发生雪崩击穿,管子不能正常工作。,23,? JFET有正常放大作用时,沟道处于什么状态?,JFET的特性曲线及参数,2. 转移特性,VP
5、,在一定的vDS下,vGS对iD的控制特性。,实验表明,在VPVGS0范围内,即饱和区内,有:,vDS=10V,24, 夹断电压VP (或VGS(off):, 饱和漏极电流IDSS:, 低频跨导gm:,或,漏极电流约为零时的VGS值 。,在vDS=常数时,iD的微变量和vGS的微变量之比。, 输出电阻rd:,在vGS=0的情况下,当vDS|VP|时的漏极电流。IDSS是JFET所能输出的最大电流。,反映了vDS对iD的影响。,互导反映了栅源电压对漏极电流的控制能力。,25, 直流输入电阻RGS:,在漏源之间短路的条件下,栅源之间加一定电压时的栅源直流电阻就是直流输入电阻RGS。, 最大漏极功耗
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