教學內容：本章首先介紹了各類場效應管的結構、工作原理、特性曲線及參數，然后介紹場效應管放大電路和各種放大器件電路性能的比較。第四章場效應管放大電路

教學要求：本章需要重點掌握場效應管的模型與特性，場效應管基本法大電路靜態工作點的確定和輸入電阻、輸出電阻、電壓放大倍數得計算。

場效應管是一種利用電場效應來控制其電流大小的半導體器件。根據結構的不同，場效應管可分為兩大類：結型場效應管(JFET)和金屬-氧化物-半導體場效應管(MOSFET)。每一類又有N溝道和P溝道兩種類型。MOSFET簡稱MOS管，每一類又可分成增強型和耗盡型。4.1.1JFET的結構和工作原理1.結構JFET的結構如圖所示，在一塊N型半導體材料兩邊擴散高濃度的P型區，形成兩個PN結。其電極分別為柵極g,源極s,漏極d。

2.工作原理N溝道JFET工作時，在柵極與源極間需加一負電壓(VGS<0),使柵極、溝道間的PN結反偏，柵極電流iG≈0,場效應管呈現高達107以上的輸入電阻。在漏極與源極間加一正電壓(VDS>0)使N溝道中的多數載流子(電子)在電場作用下由源極向漏極運動，形成電流iD。

(1)VGS對iD的控制作用改變VGS的大小，可以有效的控制溝道電阻的大小。若在漏源極間加上固定的正向電壓VDS,則由漏極流向源極的電流iD將受VGS的控制，|VGS|增大時，溝道電阻增大，iD將減小。

之間的電位差是不相等的，離源極愈遠，電位差越大，加到該處PN結的反向電壓也越大,耗盡層越向N型半導體中心擴展，使靠近漏極處的導電溝道比靠近源極要窄，導電溝道呈楔形，所以增加VDS,又產生了阻礙漏極電流iD提高的因素。但在VDS較小時，這個因素是次要的，故iD隨VDS升高幾乎成正比的增大。

當VDS繼續增加，使漏柵間的電位差加大時，靠近漏斷電位差最大，耗盡層也最寬。當耗盡層在A點相遇時，稱為預夾斷，此時，A點耗盡層兩邊的電位差用夾斷電壓VP來描述。具體變化如圖所示。而:VP=VGD=VGS-VDSVGS=0,VDS=0時VGS=0,VDS<|VP|時VGS=0,VDS=|VP|時VGS=0,VDS>|VP|時

4.1.2JEFT的特性曲線及參數1.輸出特性(見例題)iD=f(VDS)|vGS=常數

如圖中，管子的工作情況可分為三個區域：可變電阻區、飽和區(恒流區)、擊穿區。此外，當VGS<VP,iD=0時稱為截止區(圖中未畫出)。VDS/VIDSSiD/

mAVGS=0預夾斷0|Vp|V(BR)DSVDS/ViD/

mA0.20.40.60.804812162010預夾斷點預夾斷軌跡vGD=vGS-vDS=VpvGS=0v-0.4-0.8ABⅡ區Ⅰ區Ⅲ區N溝道JEFT的輸出特性(a)VGS=0時(b)柵源電壓VGS改變時

2.轉移特性iD=f(VGS)|vDS=常數實驗表明，在飽和區內,iD隨VGS的增加(負數減少)近似按平方律上升，因而有：

(當VPVGS0時)3.主要參數(見例題)(1)夾斷電壓VP：令VDS為某一固定值，使iD等于一個微小的電流時，柵源之間所加的電壓。(6)最大耗散功率PDM:PDM=VDSiD(7)低頻互導(跨導)gm:在VDS等于常數時，漏極電流的微變量和引起這個變化的柵源電壓的微變量之比。即:

(8)輸出電阻rd:4.2金屬-氧化物-半導體場效應管

MOSFET是利用半導體表面的電場效應進行工作的，也稱為表面場效應器件。MOS管也有N溝道和P溝道兩類，其中每一類又分為增強型和耗盡型。(見例題)增強型:是VGS=0時，沒有導電溝道，iD=0。耗盡型:是VGS=0時，存在導電溝道，iD0。

4.2.1N溝道增強型MOSFET1.結構N溝道增強型MOSFET的結構和符號如圖所示，其三個電極分別為：柵極g、源極s和漏極d。3.特性曲線與JEFT一樣，同樣可分為：可變電阻區、恒流區和擊穿區。在恒流區內，N溝道增強型MOSFET的iD可近似的表示為：

(VGS>VT)

式中Do是VGS=2VT時的iD值。

4.參數與JFET不同的