MOSFET基本特性及MOSFET放大器介紹

1.MOSFET基本特性

1.1基本結(jié)構(gòu)

●概念：Mental-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，簡(jiǎn)稱MOSFET，分為P型和N型。

●結(jié)構(gòu)：

3端元件：柵極G，源極S，漏極D

2端口：G-S輸入端口，D-S輸出端口

●P型和N型的電路表示：

1.2電氣特性

●uGS小于UT時(shí)，iDS=0，D-S開(kāi)路，為截止區(qū);

●uGS增加到UT，D-S不再開(kāi)路;

●uGS大于UT時(shí)， D-S分為線性區(qū)(電阻區(qū))和飽和區(qū)(恒流區(qū))：

在線性區(qū)， D-S相當(dāng)于一個(gè)電阻;

在飽和區(qū)， D-S相當(dāng)于一個(gè)電流源，電流大小受uGS控制，即MOS管是一個(gè)壓控電流源;

在非截止區(qū)，只有當(dāng)uDS大于某一閾值( uGS - UT )后，D-S才從一個(gè)電阻變?yōu)橐粋€(gè)受控源。

1.3模型化MOSFET特性

●開(kāi)關(guān)(S)模型： uGS小于UT時(shí)，iDS=0，D-S開(kāi)路，否則D-S導(dǎo)通

●開(kāi)關(guān)-電阻(SR)模型：uGS > UT， 且uDS < uGS -UT 時(shí)

●開(kāi)關(guān)-電流源(SCS)模型：uGS >UT ， 且uDS > uGS -UT 時(shí)，iDS=K(uGS-UT)^2/2

2.MOSFET放大器

2.1信號(hào)放大

●為何放大：

1).信號(hào)電壓太小，不易察覺(jué)

2).信號(hào)功率太小，不能驅(qū)動(dòng)負(fù)載

3).傳輸過(guò)程中信號(hào)易被噪聲淹沒(méi)

●放大什么：

1).電壓放大

2).電流放大

3).功率放大

2.2MOSFET放大器的等效模型

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2.3MOSFET放大器的工作區(qū)間

●截止區(qū)：iDS為0，Vo恒為Vs。

●飽和區(qū)：對(duì)應(yīng)電流源模型，Vo隨Vin快速變化。

●線性區(qū)：對(duì)應(yīng)電阻模型，Vo隨Vin緩慢變化。

MOSFET電路僅在飽和區(qū)表現(xiàn)出放大器的性質(zhì)。

2.4MOSFET放大器的偏置

放大器必須在飽和區(qū)才能正常工作，即當(dāng)輸入的信號(hào)為0時(shí)，MOSFET應(yīng)當(dāng)加載合適的偏置電壓。

●當(dāng)偏置電壓為零時(shí)，不僅沒(méi)有放大，而且輸出嚴(yán)重失真。

●偏置點(diǎn)選擇有不同方法，如范圍最大或增益最大。

1).范圍最大：偏置電壓取飽和區(qū)中點(diǎn)。

2).增益最大：偏置電壓取截止電壓Vt。