电子技术基础与技能 第3章

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1、第3章场效应管放大器3.2结型场效应管3.1概述3.3绝缘栅型场效应管3.4场效应管放大状态下的电压特性学习目标1．了解场效应管电压放大作用和主要参数2．了解场效晶体管放大器的特点及应用场效应管也是进行电信号放大的器件，场效应管（英文为FieldEffectTransistor，简写成FET）是利用输入回路产生的电场来控制输出回路的电流的一种半导体器件。它是通过改变输入电压来控制输出电流，是电压控制器件。3.1概述表3-1场效应管的外形和管脚几种塑封场效应管的外形图N沟道结型场效应管的引脚说明所有场效应管有三根引脚，分别为

2、G（栅极）、S（源极）、D（漏极）场效应管的外形与三极管的相似。功率大的场效应管是铁壳的或者是可带散热片的。场效应管与水龙头控制关系比较示意图图3-1场效应管控制示意图图3-1所示为场效应管的控制作用示意图。其功能可类比为由水龙头的开关G端控制水龙头的打开程度，从而控制从进水管D流入出水口S的水流的大小。当然，如果进水管内没水，即使开关完全打开，出水口也不会有水流出，即出水量的大小跟进水管的水量也有关系。（a）电流控制放大器（b）电压控制放大器图3-2控制放大对象三极管是电流控制器件，用基极电流iB控制集电极电流iC的大小。场效应

3、管是利用栅极和源极之间的电压（即uGS）的大小来控制漏极电流iD的器件。表3-2场效应管的种类和符号场效应管的分类符号说明结型场效应管N沟道1.N沟道场效应管箭头朝向场效应管内部；P沟道场效应管箭头朝外。2.场效应管的栅级不取电流，即iG=0，输入阻抗近似无穷大，特别适用于要求高输入阻抗的电路。3.绝缘栅型场效应管的B引脚是衬底。衬底B通常与源极S相连，有些型号的管子衬底在管内与源极S相连。衬底B也可以与地相连。P沟道绝缘栅型场效应管N沟道增强型耗尽型P沟道增强型耗尽型3.2结型场效应管1.结型场效应管的特性结型场效应管（表示为J

4、FET）有N沟道和P沟道两种类型。要产生iD，前题是uDS≠0。然后由uDS将与uGS一起来控制导电沟道的宽窄。表3-3结型N沟道场效应管的输入输出特性说明2．恒流区iD与栅源电压uGS的关系当结型N沟道场效应管工作在恒流区时，iD由uGS决定。在恒流区，随着uGS的上升，电流iD也越来越大。表3-4结型N沟道场效应管电压与电流关系场效应管的状态对应三极管的状态结型N沟道场效应管的工作条件（uDS>0）iD可变电阻区饱和uGS≤0V，uDS

5、S>uGS-UGS（off)夹断区截止uGS≤0V，uGS≤UGS（off）iD=0击穿区击穿uGS≤0V，uDS超过允许范围iD突然上升【例】在图3-3所示电路中，已知场效应管的uGS（off）=-5V；问在下列三种情况，场效应管分别工作在那个区？图3-3场效应管工作状态判断（1）uGS=-8V，uDS=4V（2）uGS=-3V，uDS=4V（3）uGS=-3V，uDS=1V解：(1)因为uGS=-8VuGS（off），同时uGS<0且uDG=uDS-uGS=

6、4-（-3）=7V>

7、uGS（off）

8、，管子工作在恒流区。(3)因为uGS=-3V>uGS（off），同时uGS<0且uDG=uDS-uGS=1-（-3）=4V<

9、uGS（off）

10、管子工作在可变电阻区。边学边练表3-5结型场效应管管脚的识别方法3.3绝缘栅型场效应管1．绝缘栅型场效应管的种类绝缘栅型场效应管因栅极采用金属铝，故又称为MOS管。MOS管可分为N沟道和P沟道，每一类又分为增强型和耗尽型两种。2．绝缘栅型场效应管使用注意事项MOS场效应管由于输入阻抗高，极易被静电击穿，虽然有些场效应管会采用一些特别的保护措施，但通常

11、使用时应注意以下规则：（1）MOS器件出厂时通常装在黑色的导电防静电泡沫塑料袋中，切勿自行随便拿个塑料袋装。也可用锡纸包装。（2）MOSFET应防止栅极悬空，以免产生高的感应电压而击穿绝缘层，故在保存时应将栅源极间短接。（3）取出的MOS器件要放置在防静电的容器中，如金属盘等，而不能存放在非防静电的塑料盒上。（4）焊接用的电烙铁必须良好接地，应在焊接时将烙铁拔离交流电源后再焊接。（5）在焊接前最好把电路板的电源线与地线短接，完成后在分开电源线与地线。（6）MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。（7）安装有M

12、OS器件的电路板在与机器的接线端子连接之前，最好要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子，再与电路板相连接。总之在运输、使用MOS器件时，要严格遵守防静电的操作规范。3.4场效应管恒流状态下的电压特性3.5场效应管的应用1、电压放大原理构成放大电路