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模电第五章场效应管

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模电第五章答案解析

模电第五章答案解析

【例5-1】电路如图 (a)、(b)所示。

（1）判断图示电路的反馈极性及类型；（2）求出反馈电路的反馈系数。

图(a) 图(b)【相关知识】负反馈及负反馈放大电路。

【解题思路】（1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。

（2）根据反馈网络求电路的反馈系数。

【解题过程】（1）判断电路反馈极性及类型。

在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为♁时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为♁，故本电路是电压串联负反馈电路。

在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。

（2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。

图(c) 图(d)由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。

由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。

即故图(a)电路的反馈系数由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。

故图(b)电路的反馈系数【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。

（1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。

（2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“−”，则引入的反馈一定是负反馈。

（3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。

（4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。

（5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。

模电第5章

模电第5章

低通电路： 二. 低通电路：频率响应
f<<fH时放大 倍数约为1 倍数约为
fH
1 Uo 1 jω C = Au = = 1 1 + jωRC Ui R+ jω C
1 1 = 令f H = ，则Au 2 πRC 1+ j f fH
1 Au = 1 + ( f fH )2 = arctan( f f ) H
fL
= 1 ， = 45 0； f = f L : Au 2 f f
f << f L : A << 1， u ≈
fL fL Au 也下降10倍；当 f 趋于0时， u 趋于0，趋于90 0 。 A
，表明 f 每下降10倍,
画出特性曲线如图， 称为下限截止频率。 画出特性曲线如图， fL称为下限截止频率。
' 高频段： 的影响， 开路。 高频段：考虑 Cπ 的影响，C 开路。 '
'
一. 中频电压放大倍数
Uo Ausm = Us U i U b'e U o = U U Us i b'e
带负载时： 带负载时： Ausm = 空载时： 空载时：
rb'e Ri [ g m ( Rc ∥ RL )] Rs + Ri rbe
5.2 晶体管的高频等效电路
5.2.1 混合π模型：形状像Π，参数量纲各不相同 混合π模型：形状像Π
完整的混合π模型 一. 完整的混合 模型 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。
因面积大 而阻值小
因多子浓 度高而阻 值小
rbb’：基区体电阻 rb’e’：发射结电阻 Cπ：发射结电容 re：发射区体电阻 rb’c’：集电结电阻 C：集电结电容 rc：集电区体电阻

模拟电子技术基础课件01-4讲义(场效应管)

模拟电子技术基础课件01-4讲义(场效应管)

频率特性
截止频率
描述场效应管工作频率的上限。 当信号频率超过截止频率时，场 效应管的工作性能会显著下降。
增益带宽乘积
描述场效应管增益与带宽之间的关 系。在一定条件下，增益带宽乘积 是常数。
频率响应
描述场效应管在不同频率下的性能 表现。了解频率特性有助于在设计 电路时选择合适的场效应管以适应 不同的工作频率需求。
03
场效应管应用
放大器应用
电压放大器
利用场效应管的电压放大能力， 将微弱信号放大，用于信号传输
和处理。
功率放大器
将音频信号或其他信号进行功率 放大，用于驱动扬声器或其他负
载。
跨导放大器
利用场效应管的跨导特性，将电 流信号转换为电压信号，用于测
量和控制。
开关电路应用
逻辑门电路
利用场效应管的开关特性，实现逻辑门的逻辑功 能，用于数字电路中。
新工艺的研发
纳米工艺
通过纳米工艺实现场效应管的微型化， 提高集成度和性能稳定性，降低能耗。
柔性电子工艺
将场效应管应用于柔性电子设备中， 实现可弯曲、可折叠的电子产品，拓 展应用领域。
新应用的探索
物联网传感器
利用场效应管制造低功耗、高灵敏度的传感器，应用于物联网领域，实现智能化监测和 控制。
生物医疗领域
广泛应用于放大器、振荡器、开关电路、逻辑门电路等。
05
场效应管发展前景
新材料的应用
宽禁带半导体材料
利用宽禁带半导体材料（如硅碳化物和氮化镓）制造场效应 管，具有高频率、低噪声等优点，是未来发展的重要方向。
新型二维材料
二维材料（如石墨烯、过渡金属硫族化合物）具有优异电学 性能和机械柔韧性，为场效应管的发展提供了新的可能性。

模电课件场效应管

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。

模拟电子技术第五章场效应管及其放大电路

模拟电子技术第五章场效应管及其放大电路

况，称为预夹断。源区 而未夹断沟道部分为低阻，因
的自由电子在VDS电场力 的作用下，仍能沿着沟
此，VDS增加的部分基本上降落 在该夹断区内，而沟道中的电
道向漏端漂移，一旦到 场力基本不变，漂移电流基本
达预夹断区的边界处， 不变，所以，从漏端沟道出现
就能被预夹断区内的电 场力扫至漏区，形成漏
预夹断点开始， ID基本不随VDS
VDS ＝ VD － VS =VDD－IDRD－ VS
二、小信号模型
iD Kn vGS VT 2
Kn VGSQ vgs VT 2
漏极信号 电流
Kn VGSQ VT 2 2Kn VGSQ VT vgs Knvg2s
Kn
VGSQ
VT
2 gmvgs
K
nv
2 gs
IDQ id
3. 最大漏源电压V(BR)DS
指发生雪崩击穿时，漏极电流iD急剧上升时的vDS。与vGS有关。
4. 最大栅源电压 V(BR)GS
指PN结电流开始急剧增大时的vGS。
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算 2. 小信号模型分析 3. MOSFET 三种基本放大电路比较
产生谐波或 非线性失真
λ= 0
λ≠ 0
共源极放大电路
例题5.2.4:
电路如图所示，设VDD=5V， Rd=3.9kΩ， VGS=2V， VT=1V， Kn=0.8mA/V2，λ=0.02V-1。试当管工作在饱和区时，试确定电路 的小信号电压增益。
例题5.2.5:
电路如图所示，设Rg1=150kΩ，Rg2=47kΩ，VT=1V，Kn=500μA/V2，λ=0， VDD=5V，-VSS=-5V， Rd=10kΩ， R=0.5kΩ， Rs=4kΩ。求电路的电压增益和 源电压增益、输入电阻和输出电阻。

电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路

电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
1. 最大漏极电流IDM
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0

模电课程设计题目

模电课程设计题目
-学生展示自己的设计成果，接受提问与建议
6.教学反馈：收集学生反馈，评估教学效果，调整教学方法
-通过问卷调查、个别谈话等方式了解学生的学习体验
-根据学生反馈调整教学内容和教学策略，以提高教学质量
本节教学内容通过知识梳理、案例研究、设计挑战、实验探究、技术研讨和教学反馈等环节，全方位提升学生对放大电路设计与分析的理解，培养学生在实际工程问题中的解决能力和团队协作能力。
-梳理三极管、场效应晶体管放大电路的设计步骤与关键参数
-强调频率响应、稳定性、线性度等性能指标的重要性
2.案例研究：分析典型放大电路在实际工程中的应用
-研究放大电路在音频、测量、通信等领域的应用案例
-探讨不同应用场景下放大电路设计的特殊要求与解决方案
3.设计挑战：开展小组合作，完成特定要求的放大电路设计任务
-根据给定的技术指标，设计并搭建放大电路
-解决设计过程中遇到的技术难题，优化电路性能
4.实验探究ห้องสมุดไป่ตู้进行放大电路的对比实验，分析不同设计方案的优劣
-对比不同类型放大电路的性能，如A类与AB类功率放大器
-实验观察负反馈对放大电路性能的具体影响
5.技术研讨：组织学生参与放大电路技术研讨会
-邀请行业专家分享放大电路设计经验和最新技术动态
2.技能训练：深入学习负反馈放大电路的设计技巧
-分析不同负反馈类型的优缺点及适用条件
-练习如何通过调整反馈网络来优化放大电路性能
3.实践提高：开展功率放大电路的综合性实验
-结合理论，设计具有过载保护功能的功率放大电路
-实验测试电路的输出功率、效率、失真等性能参数
4.创新思维：鼓励学生探索新型放大电路设计与优化
本节课将围绕以上内容展开，结合教材实例，使学生掌握放大电路的基本原理与分析方法，培养实际设计与应用能力。

模拟电路场效应管及其基本放大电路

模拟电路场效应管及其基本放大电路

UGS(off)
信息技术学院
3. 特性
（1）转移特性
在恒流区
uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
漏极饱 和电流
(U GS (off ) uGS 0)
夹断 电压
信息技术学院
（2）输出特性
iD f (uDS ) U GS 常量
IDSS g-s电压 控制d-s的 等效电阻
信息技术学院
P 沟道场效应管 D
P 沟道场效应管是在 P 型 硅棒的两侧做成高掺杂的 N 型区(N+)，导电沟道为 P 型， 多数载流子为空穴。 d
P G
N+ 型 沟 道 N+
g
S
s 符号
信息技术学院
2. 工作原理
（1）栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用
uDS=0
UGS（off）
沟道最宽 (a)uGS = 0
2)耗尽型MOS管
夹断 电压
信息技术学院
各类场效应管的符号和特性曲线
种类 结型 N 沟 道 符号 D 转移特性 ID /mA IDSS 漏极特性 UGS= 0V
ID
-
G
S D
UGS(off) O
UGS
O + + + ID O
o
UDS
ID
结型
P 沟 道
O UGS(off) UGS
G
IDSS
S D B
iD f (uGS ) U DS 常量
当场效应管工作在恒流区时，由于输出特性曲线可近似为横轴的一组平行 线，所以可用一条转移特性曲线代替恒流区的所有曲线。输出特性曲线的 恒流区中做横轴的垂线，读出垂线与各曲线交点的坐标值，建立uGS，iD坐 标系，连接各点所得的曲线就是转移特性曲线。

模拟电子技术(第四版)课件：场效应管及其应用

模拟电子技术(第四版)课件：场效应管及其应用

场效应管及其应用
图 3.5 增强型MOS (a) N沟道结构图; (b) N沟道符号; (c) P沟道符号
场效应管及其应用 2)
如图3.6所示电路,在栅、源之间加正向电压uGS,漏源之间 加正向电压uDS。当uGS=0时,漏极与源极之间形成两个反向连接
的PN结, 其中一个PN结是反偏的, 故漏极电流为零。
场效应管及其应用 图3.2 N沟道结型场效应管工作原理
场效应管及其应用 2．
场效应管的特性曲线分为转移特性曲线和输出特性曲线。
1)
在uDS一定时,漏极电流iD与栅源电压uGS之间的关系称为转
移特性。 即
iD f (uGS ) |uDS常数
(3.1)
图3.3为N沟道结型场效应管的转移特性曲线。当uGS=0时, iD 最大, 称为饱和漏极电流, 并用IDSS表示。当|uGS|增大时, 沟道电阻 增大, 漏极电流iD减小；当uGS=UGS（off）时, 沟道被夹断, 此时iD=0。 UGS（off）称为夹断电压。
1)
图3.5（a）为N沟道增强型绝缘栅场效应管的结构图。它 是在一块P型硅半导体衬底上, 用扩散方法形成两个高掺杂浓度 的N型区, 并用金属导线引出两个电极作为场效应管的漏极和源 极;在P型衬底表面上生成一层很薄的绝缘层（SiO2）, 再覆盖 一层金属薄层并引出一个电极作为场效应管的栅极。 栅场效应管电路符号如图3.5（b）所示，P沟道增强 型绝缘栅场效应管电路符号如图3.5（c）所示。
7）跨导gm 在uDS为定值的条件下, 漏极电流变化量与引起这个变化
的栅源电压变化量之比, 称为跨导或互导, 即
场效应管及其应用
gm
diD duGS
uDS 常数
gm是转移特性曲线上工作点处斜率的大小,反映了栅源电压 uGS对漏极电流iD的控制能力。gm是衡量场效应管放大能力的重 要参数,gm越大, 场效应管放大能力越好,即uGS控制iD的能力越 强。 gm可以从转移特性曲线上求取, 也可以从输出特性曲线上

最新模电课件第五章

最新模电课件第五章

3. V-I 特性曲线及大信号特性方程
第5章 场效应管放大电路
(2) 转移特性(直接由作图法获得)
iD f(vGS) vDScon s t.
a. 讨论输入特性无意义 b. 当 VT vGS 时，iD和vGS的关系是：
iD IDO(vVGTS1)2
IDOKnVT2 是vGS＝2VT时的iD
第5章 场效应管放大电路
VGS>0，排斥空穴， 吸引电子到半导体 表面
VGS到VGS>VGS(th)， 半导体表面形成N导 电沟道，将源区和漏 区连起来。
VGS(th)：开启电压
2. 工作原理
(2)vDS对沟道的控制作用
VDD s VGG g
iD 迅 速 增 d大
N+
N+
N型(感生)沟道
P
加上VDS VGS>VT
第5章 场效应管放大电路
Kn为电导常数，单位：mA/V2
rdso
dvDS diD
1 vGS常数 2Kn(vGSVT)
rdso是一个受vGS控制的可变电阻
③ 饱和区（恒流区又称放大区）
vGS >VT ，且vDS≥(vGS－VT)
iDKn(vG SV T)2ID O(v V G T S1)2
IDOKnVT2 是vGS＝2VT时的iD
第5章 场效应管放大电路
实际上饱和区的曲线并不是平坦的
修正后 iD K n (v G S V T )2(1v D)S IDO (vVG TS1)2(1vDS)
0.1 V1 L
L的单位为m
当不考虑沟道调制效应时，＝0，曲线是平坦的。
5.1.5 MOSFET的主要参数
第5章 场效应管放大电路

模电第五章

模电第五章

关键是根据输入信号求出各极电流、 关键是根据输入信号求出各极电流、电压波形瞬时值
解：静态工作点如下
U BEQ = 0.7V
I CQ = 5mA
I BQ = 100µA
U CEQ = 10V
瞬时值是交流量叠加在直流量之上 1、晶体管发射结上的瞬时电压 、
uBE = UBEQ + ui = 0.7 + 0.025sin ωt(V )
+ uce
−
——输出交流负载线 输出交流负载线
′ uCE −UCEQ = −RL (iC − ICQ )
交流负载线过Q点 ①令iC = ICQ，则uCE = UCEQ，交流负载线过 点 ②斜率为
′ −1 RL 交流负载线比直流负载线陡
图解
′ ③令iC = 0，则 uCE = UCEQ + ICQ RL ，这是与横坐标的交点 ，
第五章 基本放大电路
1 − ′ RL
−
1 RC
Q
Q
UCEQ + ICQ (RC // RL )
第五章 基本放大电路
【结论】： ① 当ui=0时，即为静态。 时 即为静态。 此时u 此时 BE=UBEQ=0.7V， iB=IBQ=100µA，uCE=UCEQ=10V，iC=ICQ=5 mA ， ， ， ② 当ui从零向正方向增大时→iB↑→ iC↑→uCE↓ 当ui从零向负方向减小时→iB↓→ iC↓→uCE↑ 图解法不仅形象地说明了放大器的工作过程， ③ 图解法不仅形象地说明了放大器的工作过程，而且可以求出各极电 流、电压幅值和相位关系。 电压幅值和相位关系。
图解
第五章 基本放大电路
2、画输出回路的交流负载线 、 在动态运用时， 都是在静态电流、 在动态运用时，iC和uCE都是在静态电流、电压的基础上随交流信号 作相应的变化。 作相应的变化。

模电第5讲 场效应管

模电第5讲 场效应管
电 路 符 号
PMOS场效应管
PMOS管结构和工作原理与NMOS管类似，但 正常放大时所外加的直流偏置极性与NMOS管 相反。
PMOS管的优点是工艺简单，制作方便；缺点 是外加直流偏置为负电源，难与别的管子制作 的电路接口。
PMOS管速度较低，现已很少单独使用，主要 用于和NMOS管构成CMOS电路。
G－栅极（基极） S－源极（发射极） D－漏极（集电极） B－衬底
MOS管工作原理
以N沟道增强 型MOS管为
例
正常 放大 时外 加偏 置电 压的 要求
VGS 0 VDS 0
VDS 0 VGS 0
问题：如果是P沟道，直流偏置应如何加？
栅源电压VGS对iD的控制作用
在栅极下方形成的导电沟 道导中体的的始在电多导漏子数电源，载时电因流（压与子即作空P产型用穴生半下极i开D） 性相反的，栅故源称电为压反为型开层启。电
压VT
VGS<VTN时（ VTN 称为开启电压)
VGS＞VTN时(形成反型层)
0面当聚果＜上集此VVG当在感较时SG＞SD应多加V＜VG、出的有VTS=NST现电漏时0N之V时许子源，间时，多，电由加，S电可压于上i漏O子以，此电2源中形就，时压之产成可但栅不间生沟以电压会相一道形子较在垂当，成数强D直两、将漏量，于个S漏极有P间型表背极电限形半面靠和流,不成导的源I背能D电体电。极的形流表场连二成。层，通极沟中P。管道型将如。，表
栅源电压对沟道的控制作用
V漏G当间极S当沟继将V电道VG续形GS流将=S减成＜0为变时小多0零窄时，，子时，，在沟的所IP漏道D漂N对将、继结移应减源续反运小的之变偏动。栅间窄，，源加，耗产电有I尽生D压继一层漏V续定变极GS减电宽电称小压流，为直时。漏夹至，源断为在间电0漏的压。源V当P。

模电第5章习题解答 哈工大

模电第5章习题解答 哈工大

Ri
Ui U i g mU gs Rs2 Rg

Rg 3Rg 3M g m Rs2 1 1 g m ( Rs1 Rs2 )
上式在变换过程中，使用了Ui U gs g mU gs ( Rs1 Rs2 ) 这一关系，略去了 I i 在 R s2 上 的压降。
Ro Rd 10k
U i U gs U o g mU gs Rd
Au gm Rd
对转移特性曲线方程式求导数，可得
gm
2 Up
I DSS I DQ 0.69mS
A u =－6.9 3. CS 开路时的电压放大倍数 CS 开路实际上就是电路出现电流串联负反馈，电压增益下降。如果没有学习反馈， 仍然可以用微变等效电路法求解。放大电路微变等效电路如解图 5-4(b)。
U GSQ 2k I DQ
2 I DSS U (1 GS ) 1mS UP U GS(off)
gm
Au
g m Rd 1 10 3.33 1 g m Rs 1 1 2 Ri Rg 1M
Ro Rd 10k 3. 为显著提高|A u |，应在 R 两端并联旁路电容。
U GS U G U S
VDD Rg2 Rg1 Rg2
U GS 2 ) UP
I D Rs
U DS V DD ( R Rd ) I D
I D I DSS (1
上述三个方程联立求解，可得两组解： 第一组：ID =0.46mA UGS= -0.6V 第二组：ID2 =0.78mA UGS2 = -3.8V＜Up 第二组数据不合理，故工作点为：ID =0.46mA ，UGS= -0.6V 2. 用微变等效电路求电压放大倍数 微变等效电路如解图 5-4(a)；

模电知识点总结

模电知识点总结

第一章绪论1.把握放大电路的要紧性能指标：输入电阻，输出电阻，增益，频率响应，非线性失真2.依照增益，放大电路有那些分类：电压放大，电流放大，互阻放大，互导放大第二章预算放大器1.集成运放适合于放大差模信号2.判定集成运放2个输入端虚短虚断如：在运算电路中，集成运放的反相输入端是不是均为虚地。

3.运放组成的运算电路一样均引入负反馈4.当集成运放工作在非线性区时，输出电压不是高电平，确实是低电平。

5.依照输入输出表达式判定电路种类同相：两输入端电压大小接近相等，相位相等。

反相：虚地。

第三章二极管及其大体电路1.二极管最要紧的特点：单向导电性2.半导体二极管按其结构的不同，分为面接触型和点接触型3.面接触型用于整流。

点接触型用于高频电路和数字电路4.杂质半导体中少数载流子浓度只与温度有关5.搀杂半导体中多数载流子要紧来源于搀杂6.在常温下硅二极管的开启电压为伏，锗二极管的开启电压为伏7.硅二极管管压降伏，锗二极管管压降伏8.PN结的电容效应是势垒电容,扩散电容9.PN结加电压时,空间电荷区的转变情形正向电压:外电场将多数载流子推向空间电荷区,使其变窄,减弱内电场,扩散加重反向电压:外电场使空间电荷区变宽,增强内电场,阻止扩散运动进行10.当PN结处于正向偏置时,扩散电容大.当PN结反向偏置时,势垒电容大11.稳压二极管稳压时,工作在反向击穿区.发光二极管发光时,工作在正向导通区12.稳压管称为齐纳二极管13.光电二极管是将光信号转换为电信号的器件,它在PN结反向偏置状态下运行,反向电压下进行,反向电流随光照强度的增加而上升14.如何用万用表测量二极管的阴阳极和判定二极管的质量好坏?用万用表的欧姆档测量二极管的电阻,记录下数值,然后互换表笔在测量一次,记录下来.两个结果,应一大一小,读数小的那次,黑表笔接的是阳极,红表笔接的是阴极.那个读数相差越多,二极管的质量越好.当两个读数都趋于无穷大时,二极管断路.当两个读数都趋于零时,二极管短路第四章双极结型三极管及放大电路1.半导体三极管又称双极结型三极管,简称BJT是放大器的核心器件2.采纳微变等效电路求放大电路在小信号运历时,动态特性参数3.晶体三极管能够工作在:放大区,发射结正偏,集电极反偏饱和区,发射结集电极正偏截止区,发射结集电极反偏4.NPN,PNP,硅锗管的判定5.工作在放大区的三极管，假设当Ib 以12Aμ增大到22Aμ时，Ic从1mA变成2mA，β约为1006.直流偏置电路的作用是给放大电路设置一个适合的静态工作点，假设工作点选的太高——饱和失真。

模电——场效应管-精品文档

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1
4.3.9电路如图所示，β＝50.
1)估算Q点;
IBQVRCbC3102k040A
ICQ IBQ 5 0 40 A 2mA
V CE V C Q C R C I C Q 1 4 2 2 4 V
2)画小信号等效电路;
IC IB
VCE
2
3)估算BJT的输入电阻rbe;
Av



( R 2 || rbe
RL)
ib
ic
R i R1 || rbe Ro R 2
vi
1
i 2
IC VCE
vo
5
(3)若将电容C3开路，对电路将会产生什么影响？
Av

(R2
R3)|| rbe
RL
Ro R2R3
ib
vi
1
ic
i 2+3
vo
6
电路如图所示，信号源内阻RS＝600Ω, BJT的β ＝50。
rbe
|
RC
rbe
100

rbe

200
(1

)
26 1

746
RC10r0 be107 0 2406 3.7k3
标称值
取 R b 2k 4 ， R 0 c 3 .9 k或 4 k
V CE V C Q C R C I C Q 1 4 2 1 8 V
4
电路如图所示，电容C1,C2,C3对交流信号可 视为短路。
(1)写出静态电流ICQ及电压VCEQ的表达式。
IB
I BQ
V CC
V BEQ R1
I CQ

I BQ

模电

模电
DS 间的电位差使沟道呈楔形，vDS↑， 间的电位差使沟道呈楔形， 靠近漏极端的沟道厚度变薄。 靠近漏极端的沟道厚度变薄。
预夹断(临界条件为 预夹断 临界条件为vGD = vGS- vDS =VT时)：漏极附 临界条件为 ： 近反型层消失,它是可变电阻区与饱和区的分界点。 近反型层消失 它是可变电阻区与饱和区的分界点。 它是可变电阻区与饱和区的分界点 预夹断发生之前： 预夹断发生之前： vDS↑ → iD↑。 预夹断发生之 ：vDS↑ → iD
iD /mA
Q
vD S = 常 数
∂ vGS
O O
vGS /V
反映了v 的控制能力， S(西门子 西门子) (mS)。 反映了 GS 对iD 的控制能力，单位 S(西门子)。一般为几毫西 (mS)。
vG S = 常 数
输出电阻r 说明了v 的影响，是输出特性某一点上切线斜率的倒数， 输出电阻 d说明了 DS 对iD 的影响，是输出特性某一点上切线斜率的倒数， 在线性放大区，切线斜率很小，所以rd很大（几十 几百K ）。 在线性放大区，切线斜率很小，所以 很大（几十K ～几百
动画(MOSFET工作原理） 工作原理） 动画 工作原理 4 3 2 1 VT
VGG s g
VDD
iD
迅 速 增 大
d
N+
N型（感生）沟道
N+
P型衬底
b
VDD VGG s g d
饱 饱 和 和
iD
变。 变。
iD /mA vDS = 10 V
N N++
N+ N+
夹 断 区
N型（感生）沟道 N型（感生）沟道
P型衬底
P型衬底 b
i D = f (v GS ) V
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基本重合。
0 VT 2VT
在饱和区内有：
iD K nv G S V T2 K n V T 2 v V G T S 1 2 ID O v V G T S 1 2
其中 IDOKnVT2 它是 编辑ppt vGS 2VT 时的iD。9
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
L
单位为µm。
编辑ppt
16
5.1.5 MOSFET的主要参数（见P208－210） 一、直流参数
（1）开启电压 VT: VDS为某一定值（如为10V）使iD等于一
微小电流（如50μA）时的VGS 。这是增强型FET的参数。
（2）夹断电压 VP:VDS为某一定值（如为10V）使iD等于一微
iD= f（ VDS ）| VGS = 常数
1、截止区：
VGS＜ VT导电沟 道未形成。
iD
可变电 阻区
恒流区
击
穿
区
2、可变电阻区： VDS≤（ VGS － VT ）
iD的表达式见5.1.2－4式
0
VGS= VT VDS
rdsoddD D viSvGSc
2Kn
1 vGSVT
3、饱和区： VGS≥ VT，且VDS≥（ VGS － VT ）时，
（MOSFET）
定义：
场效应管是一种利用半导体内的电场效应来控 制其电流大小的半导体器件。
分类：
{ 场效应管 { { {{ （FET）
结型 （JFET）
绝缘栅型 （MOSFET）
N沟道JFET （耗尽型）
P沟道JFET
耗尽型D
N沟道MOSFET 增强型E
P沟道MOSFET
耗尽型D 增强型E
耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在
增强型：场效应管没有加偏置电编辑压ppt时，没有导电沟道
2
5.1.1N沟道增强型
MOSFET
s
g
d
1、结构和符号 d
○
N+
N+
P 型衬底
Bd ○
○B g○
N沟道增强型 ○
s
编辑ppt
○B g○
○
N沟道耗尽型 s 3
2、工作原理（N沟道增强型）
（1）、VGS=0， 没有导电 沟道
iD＝ 0
s N+
VGS减小到某值时，以致 感应的负电荷消到整个沟道，沟道完全被 夹断。这时即使有漏源电压，也
2
iD
IDSS1
vGS VP
不会有漏极电流。此时的栅源电 压称编为辑p夹pt 断电压（截止电压）1V2 P。
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 2、特性曲线
/V
在饱和 区内，
2
转移特性曲线可以由函数式画出，也可以直 接从输出特性曲线上用作图法求出。
iD(mA)
IDO
iD 可变电
阻区 恒流区
vGS( V )
0 VT 2VT
0
编辑ppt
击 穿 区
VD10S
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管 1、结构和符号
s
g
d
+ + ++ + + + ++
N+
N+
P 型衬底
d
○
○B g○
○
B
B
VGD>VT
由左到右， VDS 逐渐增大,
B
B
VGD=VT 预夹断
VGD<VT 夹断
v v v 编辑ppt GD GS DS6
3、特性曲线
(1)、输出（漏极）特性曲线
iD= f（ VDS ）| VGS = 常数
iD 可变电
阻区 恒流区
击 穿 区
VGS= VT
0
VDS
编辑ppt
7
3、特性曲线
(1)、输出（漏极）特性曲线
iD IDSS1编辑ppvVt GPS
IDSS为零栅压的 漏极电流，称为
饱和漏极电流13。
5.1.3 P沟道 MOSFET管
s
g
d
1、结构和符号 d
○
P+
P+
N 型衬底
Bd ○
○B g○
P沟道增强型
○
s
编辑ppt
○B g○
○
P沟道耗尽型 s 14
PMOS管正常工作时， VDS和 VT必为负值，电 流方向与NMOS管相反。
出特性还应考虑沟道长度调制效应，即VGS固 定， VDS增加时， iD会有所增加。输出特性的 每根曲线会向上倾斜。因此，考虑到沟道长度 调制参数λ，iD式子应修正为
iD K nv G S V T21 vDS ID O v V G T S1 21 vDS
对于典型器件近似有 0.1V 1 沟道长度L
第5章 场效应管放大电路
引言 场效应管（FET）是第二种主要类型的三 端放大器件，有两种主要类型： 1、金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）
2、结型场效应管（JFET）
场效应管是电压控制电流型器件，属单极型 器件。本章重点介绍MOS管放大电路。
编辑ppt
1
§ 5·1 金属-氧化物-半导体场效应管
g
d
N+
P 型衬底
开始导电 时的栅源 电压VGS叫 做开启电
压VT
B
VGS>VT时，导电沟道开始形成,这种依靠栅源电 压的作用才形成导电沟编辑道ppt的FET称为增强FET5 。
（3）、VGS一定， VDS 对导电 沟道的影响
VDS
VGG
sg
d
VDS
VGG
sg
d
VDS
VGG
sg
d
N
N
P
N
N
P
N
N
P
s
2、工作原理和特性曲线(详见课本)
编辑ppt
11
5.1.2 N沟道耗尽型MOS管
1、结构
s
g
d
+ + ++ + + + ++
N+
N+
P 型衬底
工作原理:由于正离子的作
用，也和增强型接入栅源
电压并VGS>VT时相似，可 形成导电沟道。当外加
VGS>0时，使沟道变宽， VGS＜0时，使沟道变窄， 从而使漏极电流减小。当
g
d
N+
P 型衬底
B
编辑ppt
源区、衬底和 漏区形成两个 背靠背的PN结， 无论VDS的极性 如何，其中总 有一个PN结是 反偏的。因此 漏源之间的电 阻很大，即没 有导电沟道，
iD＝0。 4
2、工作原理（N沟道增强型）
（2）、VDS=0， VGS 对导电 沟道的影响
VGG
在漏源电 压作用下
s N+
区内V-I特性表达式为
2
2
iD K nv G S V T2 K n V T 编2 辑 ppv V t G T S 1 ID O v V G T S 1 8
(2)、转移特性曲线：iD= f（ vGS ）| vDS = 常数
iD(mA) IDO
vGS( V )
在饱和区内，
iD受VDS影响很 小，不同VDS 下的转移特性
对增强型MOS管，沟道产生的条件是：
vGS VT
可变电阻区与饱和区的界线为:
vDSvGSVT
在饱和区内（iD假定正向为流入漏极）： 2
iDKPvGS V 编辑Tppt2IDOvV G TS 115
5.1.4 沟道长度调制效应
在理想情况下，当MOSFET工作于饱和区时，
漏极电流与漏极电压无关。而实际MOS管的输