MOSFET基本特性及MOSFET放大器介绍

1.MOSFET基本特性

1.1基本结构

●概念：Mental-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)，简称MOSFET，分为P型和N型。

●结构：

3端元件：栅极G，源极S，漏极D

2端口：G-S输入端口，D-S输出端口

●P型和N型的电路表示：

1.2电气特性

●uGS小于UT时，iDS=0，D-S开路，为截止区;

●uGS增加到UT，D-S不再开路;

●uGS大于UT时， D-S分为线性区(电阻区)和饱和区(恒流区)：

在线性区， D-S相当于一个电阻;

在饱和区， D-S相当于一个电流源，电流大小受uGS控制，即MOS管是一个压控电流源;

在非截止区，只有当uDS大于某一阈值( uGS - UT )后，D-S才从一个电阻变为一个受控源。

1.3模型化MOSFET特性

●开关(S)模型： uGS小于UT时，iDS=0，D-S开路，否则D-S导通

●开关-电阻(SR)模型：uGS > UT， 且uDS < uGS -UT 时

●开关-电流源(SCS)模型：uGS >UT ， 且uDS > uGS -UT 时，iDS=K(uGS-UT)^2/2

2.MOSFET放大器

2.1信号放大

●为何放大：

1).信号电压太小，不易察觉

2).信号功率太小，不能驱动负载

3).传输过程中信号易被噪声淹没

●放大什么：

1).电压放大

2).电流放大

3).功率放大

2.2MOSFET放大器的等效模型

 

2.3MOSFET放大器的工作区间

●截止区：iDS为0，Vo恒为Vs。

●饱和区：对应电流源模型，Vo随Vin快速变化。

●线性区：对应电阻模型，Vo随Vin缓慢变化。

MOSFET电路仅在饱和区表现出放大器的性质。

2.4MOSFET放大器的偏置

放大器必须在饱和区才能正常工作，即当输入的信号为0时，MOSFET应当加载合适的偏置电压。

●当偏置电压为零时，不仅没有放大，而且输出严重失真。

●偏置点选择有不同方法，如范围最大或增益最大。

1).范围最大：偏置电压取饱和区中点。

2).增益最大：偏置电压取截止电压Vt。