模拟电子技术基础--第1章--常用半导体器件--1.4--场效应管

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1.4 场效应管 1.4.1 结型场效应管的结构和工作原理 1.4.2 绝缘栅场效应管的结构和工作原理

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作业 1-14 1-15 1-16

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第一节

场效应管概述

场效应管出现的历史背景 场效应管的用途 场效应管的学习方法 场效应管的分类

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场效应管出现的历史背景 1947年贝尔实验室的科学家发明的双极型三极 年贝尔实验室的科学家发明的双极型三极 管代替了真空管， 管代替了真空管，解决了当时电话信号传输中 的放大问题。 的放大问题。但是这种放大电路的输入电阻还 不够大，性能还不够好。因此， 不够大，性能还不够好。因此，贝尔实验室的 科学家继续研究新型的三极管，在1960年发明 科学家继续研究新型的三极管， 年发明 了场效应管。 了场效应管。场效应管的输入电阻比双极型三 极管要大得多,场效应管的工作原理与双极型三 极管要大得多 场效应管的工作原理与双极型三 极管不同。 极管不同。2011-4-27

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场效应管的用途 场效应管又叫做单极型三极管，共有三种用途： 场效应管又叫做单极型三极管，共有三种用途： 一是当作电压控制器件用来组成放大电路； 一是当作电压控制器件用来组成放大电路； 二是在数字电路中用做开关元件。 二是在数字电路中用做开关元件。 三是当作压控可变电阻，即非线性电阻来使用； 三是当作压控可变电阻，即非线性电阻来使用；

双极型三极管只有两种用途： 双极型三极管只有两种用途： 一是当作电流控制器件用来组成放大电路； 一是当作电流控制器件用来组成放大电路； 二是在数字电路中用做开关元件。 二是在数字电路中用做开关元件。2011-4-27

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场效应管的学习方法 学习中不要把场效应管与双极型三极管割裂 开来，应注意比较它们的相同点和不同点。 开来，应注意比较它们的相同点和不同点。 场效应管的栅极、漏极、源极分别与双极型 场效应管的栅极、漏极、 三极管的基极、集电极、发射极对应。 三极管的基极、集电极、发射极对应。 场效应管与双极型三极管的工作原理不同 但 场效应管与双极型三极管的工作原理不同,但 作用基本相同。 作用基本相同。 场效应管还可以当作非线性电阻来使用 而双 场效应管还可以当作非线性电阻来使用,而双 极型三极管不能。 极型三极管不能。2011-4-27

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场效应管的分类N沟道 沟道 结型JFET

P沟道 沟道 N沟道 沟道 增强型 P沟道 沟道 N沟道 沟道 P沟道 沟道

场效应管 FET

IGFET ( MOSFET ) 绝缘栅型

耗尽型

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第二节

结型场效应管(JFET)的 结型场效应管(JFET)的 (JFET) 结构和工作原理

一、结型场效应

管的结构 二、结型场效应管的工作原理 三、结型场效应管的特性曲线 及参数

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一、结型场效应管(JFET)结构 结型场效应管(JFET)结构 场效应管N沟道JFET 沟道 D 栅极 N G P+ P+ G N+ P N+ 漏极 D P沟道JFET 沟道

源极

S 导电沟道

S

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二、结型场效应管(JFET)的工作原理 结型场效应管(JFET)的工作原理 场效应管参考方向做如下约定: 参考方向做如下约定

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按照如下的思路来讲解： 按照如下的思路来讲解：(1)电压源 GS和电压源 DS都不起作用，电压值均为 ； )电压源U 和电压源U 都不起作用，电压值均为0; (2)只有电压源 GS起作用，电压源 DS的电压值为 ； )只有电压源U 起作用，电压源U 的电压值为0; (3)只有电压源 DS起作用，电压源 GS的电压值为 ； )只有电压源U 起作用，电压源U 的电压值为0; (4)电压源 GS和电压源 DS同时起作用。 )电压源U 和电压源U 同时起作用。 在给出各种情况下的结型场效应管的工作状态时， 在给出各种情况下的结型场效应管的工作状态时， 同时画出对应的输出特性曲线。 同时画出对应的输出特性曲线。

特别注意:电压参考方向和电流参考方向的约定方法。 电压参考方向和电流参考方向的约定方法。 电压参考方向和电流参考方向的约定方法参考方向可以任意约定,不同的约定方法得到不同样式 参考方向可以任意约定 不同的约定方法得到不同样式 的特性曲线.书上的特性曲线是按前面的方法来约定参 的特性曲线 书上的特性曲线是按前面的方法来约定参 2011-4-27 考方向的。 考方向的。

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伏时JFET的工作状态 (1) UDS =0伏、UGS = 0伏时 ) 伏 伏时 的工作状态

导电沟道从漏极到源极平行等宽。 导电沟道从漏极到源极平行等宽。 最宽

这时导电沟道的电阻记为R 这时导电沟道的电阻记为 1。

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伏的前提下： (2) 在UDS =0伏的前提下： ) 伏的前提下 │ UGS │从0伏逐渐增加过程中，JFET的工作状态 伏逐渐增加过程中， 从 伏逐渐增加过程中 的工作状态 逐渐增加U (2.1)UDS =0伏：│UGS│逐渐增加 GS = -1伏 ) 伏 逐渐增加 伏 UGS 给 PN