场效应管ppt

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23-场效应晶体管PPT模板

6．场效应管和三极管都可组成各种放大电路和开关电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少、热稳定性好、工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛应用于大规模和超大规模集成电路中。
1.5 场效应管的使用注意事项
1．使用场效应管时要注意电压极性，电压和电流的数值不能超过最大允许值。
2．为了防止栅极击穿，要求一切测试仪器、电烙铁等都必须有外接地线。焊接时用小功率烙铁，动作要迅速，或切断电源后利用余热焊接。焊接时，应先焊源极，后焊栅极。
转移特性曲线的斜率gm的大小反映了栅源电压UGS对漏极电流ID的控制作用。gm的量纲为mA/V，所以，gm又称为跨导，其定义为：
gm UIDGS（UDS为常数）
（2）输出特性曲线
输出特性曲线是指栅源电压UGS一定时，漏极电流ID与漏极电压UDS之间的关系曲线ID＝f（UDS）。它可分为三个区：可变电阻区、恒流区和截止区。
电工电子技术
场效应晶体管*
场效应晶体管（FET）是一种利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的半导体器件，属于电压控制器件。它只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型三极管。它具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、制造工艺简单和便于集成化等优点。
根据结构不同，场效应管可分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）。由于MOS管的性能更优越，发展更迅速，应用更广泛，因此，本节将仅介绍MOS管。
由于耗尽型MOS管自身能形成导电沟道，所以只要有 UDS存在，就会有ID产生。如果加上正的UGS，则吸引到反型层中的电子增加，沟道加宽，ID增大。如果加上负的UGS，则此电场将会削弱原来绝缘层中正离子的电场，使吸引到反型层中的电子减少，沟道变窄，ID减小。若负UGS达到某一值，则沟道中的电荷将耗尽，反型层消失，管子截止，此时的值称为夹断电压UGS（off）或UP。

MOSFET工作原理讲PPT

2．放大电路
• 共源放大电路 • 共漏放大电路 • 共栅放大电路
53
4 场效应管放大电路
Vi = Vg s + g m Vg s Rs = Vg s (1+ g m Rs )
Vo = - g m Vg s R’L
Av = Vo / Vi = - g m R’L /(1+ g m Rs )
Ri = Rg ; Ro = Rd
19
4 场效应管放大电路
2．转移特性
场效应管是电压控制器件： vGS 对iD 的控制（VDS为定值时），iD= ƒ(vGS ) ，VDS =常数。实验证明，i D = IDSS (1vGS / VP ) 2 ( VP ≤VGS ≤0 ) g m = δi D/δvGS ——互导
20
4 场效应管放大电路
——反向电压放大
54
4 场效应管放大电路
Vi = Vg s + g m Vg s R’L = Vg s (1+ g m R’L ) Vo = g m Vg s R’L Av = Vo / Vi = g m R’L /(1+ g m R’L ) < 1 Ri = Rg ; Ro = Rs // (1/ g m ) ——电压跟随器
14
4 场效应管放大电路
15
4 场效应管放大电路
16
4 场效应管放大电路
17
4 场效应管放大电路
4.1.2 JFET的特性曲线及参数
1．输出特性
VD S - i D 关系
VG S 为定值时， i D= ƒ (vDS)， VGS = 常数 VGS ± Δ vGS → i D ±ΔiD
18
4 场效应管放大电路

模电课件场效应管

智能化的需求将推动场效应管与微处理器、传感器等其他器件的集成，实现系统级封装。
对未来的展望
场效应管在未来将继续在电子设备中发挥重要作用，特别是在通信、计算机、消费电子等领域。
未来场效应管的发展将更加注重环保和可持续发展，采用更加节能、环保的材料和工艺，降低生产成本，推动产业可持续发展。
当前市场上的场效应管产品种类繁多，性能稳定可靠，能够满足不同领域的需求。
随着技术的不断进步，场效应管的性能指标也在逐步提高，如开关速度、工作频率等。
未来发展趋势
随着电子设备小型化、轻量化的发展趋势，场效应管也将继续朝着微型化、集成化的方向发展。
新型材料和工艺的应用将为场效应管的发展带来新的机遇和挑战，如碳纳米管、二维材料等。
随着技术的不断创新和市场需求的不断变化，场效应管的应用领域也将不断拓展。
THANKS
感谢观看
噪声特性
总结词
描述了场效应管在工作时产生的噪声水平。
详细描述
噪声特性是指场效应管在工作时，由于内部电子运动的随机性而产生的噪声。噪声的大小对信号的传输质量有重要影响。
05
场效应管的选用与注意事项
选用原则
根据电路需求选择合适的场效应管类型
根据电路的电压、电流和频率要求，选择合适的场效应管类型，如N沟道、P沟道等。
功率放大器
将场效应管作为功率放大元件，用于音频、视频等信号的功率放大。
跨导放大器
利用场效应管的跨导特性，将输入的电压信号转换为电流信号，用于信号的线性放大。
在振荡器中的应用
负阻振荡器
利用场效应管的负阻特性，与电容、电感等元件一起构成振荡电路，产生振荡信号。

MOSFET工作原理讲ppt

当VGG 0，即反向偏置，PN结耗尽层加宽，N沟道变窄；当VGG 加大到一定值VGGVP，N沟道被夹断，i D =0，此时漏-源极间电阻。VP——夹断电压。
(2) VDS对i D的影响
VGS =0，g连s。d,s加电压，此时g,d反偏。
VGD = VG S - VD S = VP ，预夹断！
Vo = - g m Vg s R’L
Av = Vo / Vi = - g m R’L /(1+ g m Rs )
Ri = Rg ; Ro = Rd
——反向电压放大
Vi = Vg s + g m Vg s R’L = Vg s (1+ g m R’L ) Vo = g m Vg s R’L Av = Vo / Vi = g m R’L /(1+ g m R’L ) < 1 Ri = Rg ; Ro = Rs // (1/ g m ) ——电压跟随器
• 由于栅极与源极、漏极均无电接触，又称为绝缘栅场效应管。
• 分N沟道和P沟道两类。 • 每一类又分增强型和耗尽型两种。
N沟道增强型MOSFET的特性曲线
五、各种场效应管的比较
六、场效应管使用注意事项
• P衬底接低电位，N衬底接高电位；特殊电路中，源极与衬底相连。
4.4 场效应管放大电路
4.4.1 FET的直流偏置电路及静态分析
1．直流偏置电路
耗尽型：采用自偏置或分压式自偏。相对于电源为负偏。
增强型：正向偏置，分压式固定偏置。
自偏压电路
分压式自偏压电路
2．静态工作点的确定
根据FET参数IDSS 、 VP 来确定 ID 、VGS
iD
I DSS (1
P沟道JFET的特性曲线

场效应管详解课件

SUMMAR Y
03
场效应管的应用
在数字电路中的应用
总结词
场效应管在数字电路中主要用作开关控制，具有低导通电阻、高速开关特性和低静态功耗等优点。
详细描述
在数字电路中，场效应管常用于逻辑门电路、触发器、寄存器等数字逻辑电路中，作为开关元件控制信号的通断。由于其低导通电阻和高开关速度，场效应管能够实现高速、低功耗的数字逻辑功能。
噪声系数
场效应管在工作过程中产生的噪声与输入信号的比值，表示场效应管的噪声水平。噪声系数越低，信号质量越好。
失真系数
场效应管在工作过程中产生的非线性失真与输入信号的比值，表示场效应管的失真水平。失真系数越低，信号质量越好。
极限参数
01
02
03
04
最大漏极电流
场效应管能够承受的最大漏极电流。超过该电流值可能会损
焊接操作
在焊接场效应管时应使用适当的焊接温度和时间，避免过热或时间过长导致性能下降或损坏。
电源开关
在开关电源时应先关闭电源开关，避免瞬间电流过大对场效应管造成损坏。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
场效应管的发展趋势与展望
当前发展状况
场效应管在电子设备中广泛应用，如放大器、振荡器、开关等。
的能量损耗和电磁干扰，提高电源的整体性能。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
场效应管的检测与代换
检测方法
1 2 3
判断电极
通过测量电极间的电阻来判断场效应管的电极，通常G极与D极之间的电阻较小，S极与D极之间的电阻较大。

各种场效应管的原理和特性曲线讲解课件

01
02
03
04
阈值电压
使半导体表面附近的自由电子浓度增加到开始导电所需的栅
极电压。
漏极电流Ids
在一定栅极电压下流过漏极的电流。
跨导gm
描述栅极电压变化对漏极电流的影响程度，表示为Ids/Vgs
。
直流电阻rd
漏源之间的直流电阻，表示为 Vds/Ids。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
03
N沟道耗尽型场效应管
工作原理
01
因此不导电。
特性曲线
转移特性曲线
描述栅极电压与漏极电流之间的关系。随着栅极电压的增加，漏极电流增大。
输出特性曲线
描述漏极电流与漏极电压之间的关系。在一定的栅极电压下，漏极电流随着漏极电压的增加而增大。
特性曲线的特点
在负栅极电压下，P沟道耗尽型场效应管不导通；在正栅极电压下，随着电压的增加，漏极电流逐渐增大。
02
N沟道增强型场效应管
工作原理
增强型N沟道场效应管是在一定条件下，通过改变半导体表面附近的电场来控制其导电性能的一
种电子器件。
当栅极电压为零时，半导体表面附近的自由电子浓度较低，电阻较大，相当于一个较大的电阻器
。
当栅极电压大于阈值电压时，半导体表面附近的自由电子浓度增
加，电阻减小，开始导电。
02
03
栅极控制
N沟道耗尽型场效应管通过栅极电压来控制源极和漏极之间的导电沟道。
导电沟道形成
当栅极电压大于阈值电压时，半导体材料内的电子聚集形成导电沟道。
电流传输
导电沟道的形成使得源极和漏极之间可以传输电流。
特性曲线
转移特性曲线
描述栅极电压与漏极电流之间的关系。随着栅极电压的增加，漏极电流也增加。

《MOS场效应管》课件

五、MOSFET的应用
MOSFET的基本应用
MOSFET广泛应用于放大器、开关电路、电源管理和通信系统等领域。
MOSFET的开关电路
MOSFET用作开关可以实现快速开关和低功耗。
MOSFET的功率放OSFET的数字电路
MOSFET可用于构建各种数字电路，如逻辑门、存储器和微处理器。
2
MOSFET的特性曲线
特性曲线展示了MOSFET的电流和电压之间的关系，包括输出特性和传输特性等。
3
MOSFET的工作点计算
工作点计算帮助确定MOSFET的偏置电压和工作状态，以实现所需的电流和增益。
4
MOSFET的失真
失真是指MOSFET输出信号与输入信号之间的扭曲。了解失真有助于设计更稳定的电路。
MOSFET是现代电子技术中的关键器件，推动了电子产品的发展和进步。
MOSFET的应用前景
MOSFET的应用前景广阔，将在各个领域继续发挥重要作用。
MOSFET的未来发展
MOSFET将不断追求更高的性能和更多的应用，拓展其未来的发展空间。
六、MOSFET的优缺点
MOSFET的优点
MOSFET具有高输入电阻、低噪音、低功耗和快速响应等优点。
MOSFET的缺点
MOSFET的缺点包括漏电流、电压依赖性和温度特性等。
MOSFET与BJT比较
MOSFET与双极性晶体管 (BJT)相比，具有更高的输入阻抗和更好的高频性能。
七、MOSFET的未来发展
MOSFET的种类
常见的MOSFET包括N沟道MOSFET和P沟道MOSFET，它们的工作原理和特性略有不同。
二、MOSFET的基本结构
MOSFET的结构图

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场效应管与三极管性能比较
项目电极名称工作区导电类型输入电阻小跨导
器件三极管场效应管
e 极 b 极 c 极
放大区
饱和区
饱和区非饱和区
双极型
单极型
大
s 极
g 极
d 极
大
小
线性电子电路
主要内容
3.0
3.1
概述
场效应管的工作原理
3.2 场效应管特性曲线 3.3 场效应管的使用注意事项 3.4 场效应管的等效电路 3.5 场效应管电路的分析方法
3.0 概述
场效应管是一种利用电场效应来控制电流的半导体
器件,也是一种具有正向受控作用的半导体器件。它
体积小、工艺简单，器件特性便于控制，是目前制造大规模集成电路的主要有源器件。
NEMOSFET的特性曲线 NJFET的特性曲线
饱和区（放大区）外加电压极性及数学模型 VDS极性取决于沟道类型 N沟道：VDS > 0， P沟道：VDS < 0 VGS极性取决于工作方式及沟道类型增强型MOS管： VGS 与VDS 极性相同。耗尽型MOS管： VGS 取值任意。结型FET管： VGS与VDS极性相反。 COXW ID (VGS VGS(th) ) 2 MOSFET: 饱和区数学模型 JFET:
ID
D G
G
IG0 + VGS S
ID
D
IB
B
IC
C
+
VBE(on)
ID(VGS )
IB
E
-
S
场效应管G、S之间开路，IG0。三极管发射结由于正偏而导通，等效为VBE(on) 。 FET输出端等效为压控电流源， ID受VGS控制。三极管输出端等效为流控电流源，满足IC= IB 。
MOSFET
（按工作方式不同）
N沟道增强型（EMOS） P沟道
沟道：指载流子流通的渠道、路径。N沟道是指以N型材料构成的区域作为载流子流通的路径；P沟道指以P型材料构成的区域作为载流子流通的路径。
3.1 场效应管的工作原理
JFET与MOSFET工作原理相似，它们都是利用电场效应来控制电流，即都是利用改变栅源电压vGS，来改变导电沟道的宽度和高度，从而改变沟道电阻，最终达到对漏极电流iD 的控制作用。不同之处仅在于导电沟道形成的原理不同。(下面我们以N沟道JFET、N沟道增强型为例进行分析）
具体电路分析小信号等效电路
3.5 场效应管电路的分析方法场效应管电路分析方法与三极管电路分析方
法相似，可以采用估算法分析电路直流工作点；采用小信号等效电路法分析电路动态指标。
估算法
场效应管估算法分析思路与三极管相同，只是
由于两种管子工作原理不同，从而使外部工作条件
有明显差异。因此用估算法分析场效应管电路时，一定要注意自身特点。
MOS管截止模式判断方法
截止条件 N沟道管：VGS < VGS(th) P沟道管：VGS > VGS(th)
非饱和与饱和（放大）模式判断方法假定MOS管工作在放大模式：
a)由直流通路写出管外电路VGS与ID之间关系式。
b)利用饱和区数学模型： d)判断电路工作模式：
若|VDS| < |VGS–VGS(th)| 若|VDS| > |VGS–VGS(th)| 非饱和模式（需重新计算Q点）放大模式
场效应管与三极管主要区别：
• 场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻。
• 场效应管是单极型器件（三极管是双极型器件）。
• 场效应管受温度的影响小（只有多子漂移运动形成电流）
一、场效应管的种类
绝缘栅型场效应管MOSFET 按结构不同分为 N沟道结型场效应管JFET P沟道 N沟道耗尽型（DMOS） P沟道
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3.1.2 N沟道EMOSFET沟道形成原理
• 假设VDS =0，讨论VGS作用
VGS
衬底表面层中负离子、电子形成空间电荷区并与PN结相通 VGS 开启电压VGS(th) 表面层 n>>p
U P+ S N+ P
VDS =0
VGS + 反型层
G N+ D
形成N型导电沟道
VGS越大，反型层中n 越多，导电能力越强。
2l
1 VGS I D I DSS V GS(off)

2
几种FET管子的转移特性曲线比较:
ID(mA)
耗尽型
耗尽型增强型
ID(mA)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结型
增强型
结型
VGS(off )
VGS(off ) V GS(th) VGS(th) VGS (V) VGS(th) VGS(th) VGS(V)
ID
COXW
2l
(VGS VGS(th) ) 2
c)联立解上述方程，选出合理的一组解。
小信号等效电路法
场效应管小信号等效电路分法与三极管相似。
画交流通路将FET用小信号电路模型代替计算微变参数gm、rds 利用微变等效电路分析交流指标。注：具体分析将在第四章中详细介绍。
N沟道：VDS > 0
P沟道：VDS < 0
增强型MOS管： VGS 与VDS 极性相同。耗尽型MOS管： VGS 取值任意。结型FET管： VGS与VDS极性相反。
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3.3 场效应管的使用注意事项
由于MOS管COX很小，因此当带电物体（或人）靠近金
属栅极时，感生电荷在SiO2绝缘层中将产生很大的电压
返回
3.2
场效应管的伏安特性曲线（以NEMOSFET为例）
由于场效应管的栅极电流为零，故不讨论输入特性曲线。共源组态特性曲线：
ID IG0
+ VGS
+
T VDS
-
-
输出特性：
转移特性：
ID= f ( VDS )
VGS = 常数 VDS = 常数
ID= f ( VGS )
转移特性与输出特性反映场效应管同一物理过程，它们之间可以相互转换。
VGS(=Q /COX)，使绝缘层击穿，造成MOS管永久性损坏。 MOS管保护措施：分立的MOS管：各极引线短接、烙铁外壳接地。 MOS集成电路：
D1 D2
T
D1 D2一方面限制VGS间最大电压，同时对感生电荷起旁路作用。
3.4 场效应管的等效电路
3.4.1 FET直流简化电路模型(与三极管相对照)