场效应管放大电路(3).ppt
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1、模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术SiO2N沟道增强型沟道增强型MOS管结构示意图及符号管结构示意图及符号5.1.2 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管(MOSFET)(MOSFET)P型硅衬底型硅衬底源极源极S栅极栅极G漏极漏极D 衬底引线衬底引线BN+N+DBSG符号符号1.结构和符号结构和符号一、一、N沟道增强型沟道增强型MOS管管四种类型:四种类型:N沟道增强型;沟道增强型;N沟道耗尽型;沟道耗尽型;P沟道增强型;沟道增强型;P沟道耗尽型。沟道耗尽型。图图5.1.61整理课件模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术SiO2图图5.1.7(a)工作原理图工作原理图P型
2、硅衬底型硅衬底耗尽层耗尽层衬底引线衬底引线BN+N+SGDUDSID=0D与与S之间是两个之间是两个PN结反向串联,结反向串联,无论无论D与与S之间加之间加什么极性的电压,什么极性的电压,漏极电流均接近漏极电流均接近于零。于零。2.工作原理工作原理(1)(1)(1)(1)U UGSGS=0=02整理课件模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术P型硅衬底型硅衬底N+BSGD。耗尽层耗尽层ID=0(2)0(2)0 U UGSGS U U UGS(th)GS(th)N+N+UGS增强型增强型MOS管的管的iD与与uGS的的近似关系为:近似关系为:其中其中IDO是是uGS=2UGS(th)时的
3、时的iD图图5.1.7(c)工作原理图工作原理图N型导电沟道4整理课件模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术4321051015UGS=5V6V4V3V2ViD/mAUDS=10V图图5.1.8 5.1.8 增强型增强型 NMOS 管的特性曲线管的特性曲线 0123恒流区恒流区击击穿穿区区可可变变电电阻阻区区246uGS/V3.特性曲线特性曲线UGs(th)输出特性输出特性转移特性转移特性 uDS/ViD/mA夹断区夹断区5整理课件模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术二、二、N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSMOS管管P型硅衬底型硅衬底源极源极S漏极漏极D 栅极栅极G衬底引线衬
4、底引线B耗尽层耗尽层1.结构特点和工作原理结构特点和工作原理N+N+正离子正离子N N型沟道型沟道SiO2DBSG符号符号图图5.1.9 N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSMOS管管结构示意图及符号结构示意图及符号6整理课件模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术432104812UGS=1V2V3V输出特性输出特性转移特性转移特性耗尽型耗尽型NMOS管的特性曲线管的特性曲线 1230V1012123 uGS/V2.特性曲线特性曲线 ID UGSUGs(off)uDS/VUDS=10ViD/mAiD/mA7整理课件模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术N型硅衬底型硅衬底N+BSGD
5、。耗尽层耗尽层PMOS管结构示意图管结构示意图P沟道沟道三、三、P沟道绝缘栅场效应管(沟道绝缘栅场效应管(PMOS)PMOS管与管与NMOS管管互为对偶关系,使用互为对偶关系,使用时时UGS、UDS的极性的极性也与也与NMOS管相反。管相反。P+P+UGSUDSID8整理课件模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术1.1.P沟道增强型绝缘栅场效应管沟道增强型绝缘栅场效应管开启电压开启电压UGS(th)为为负值,负值,UGS UGS(th)时导通。时导通。SGDB符号符号 iD/mAuGS /V0UGS(th)转移特性转移特性2.2.P沟道耗尽型绝缘栅场效应管沟道耗尽型绝缘栅场效应管DB
6、SG符号符号 iD/mAuGS /V0UGS(off)转移特性转移特性夹断电压夹断电压UGS(off)为为正值,正值,UGS VT,否则工作在截止区,否则工作在截止区再假设工作在可变电阻区再假设工作在可变电阻区即即12整理课件假设工作在饱和区假设工作在饱和区满足满足假设成立,结果即为所求。假设成立,结果即为所求。解:解:例:例:设设Rg1=60k,Rg2=40k,Rd=15k,试计算电路的静态漏极电流试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源和漏源电压电压VDSQ。VDD=5V,VT=1V,13整理课件5.2.1 MOSFET放大电路放大电路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(
7、2)带源极电阻的)带源极电阻的NMOS共源极放大电路共源极放大电路饱和区饱和区需要验证是否满足需要验证是否满足14整理课件5.2.1 MOSFET放大电路放大电路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静态时,静态时,vI0 0,VG 0 0,ID I电流源偏置电流源偏置 VS VG VGS(饱和区)(饱和区)15整理课件5.2.1 MOSFET放大电路放大电路2.图解分析图解分析由于负载开路,交流负由于负载开路,交流负载线与直流负载线相同载线与直流负载线相同 16整理课件5.2.1 MOSFET放大电路放大电路3.小信号模型分析小信号模型分析(1)模型)模型静态值静态值(直流
8、)(直流)动态值动态值(交流)(交流)非线性非线性失真项失真项 当当,vgs 2(2(VGSQ-VT)时,时,17整理课件5.2.1 MOSFET放大电路放大电路3.小信号模型分析小信号模型分析(1)模型)模型=0=0时时高频小信号模型高频小信号模型18整理课件3.小信号模型分析小信号模型分析解:例解:例5.2.25.2.2的直流分析已的直流分析已求得:求得:(2)放大电路分析)放大电路分析(例(例5.2.5)s19整理课件3.小信号模型分析小信号模型分析(2)放大电路分析)放大电路分析(例(例5.2.5)s20整理课件3.小信号模型分析小信号模型分析(2)放大电路分析)放大电路分析(例(例5
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