FET特性與應用電路
本實驗講義共計
19
頁
2005.8.19
第二次修訂
一、實驗目標
1.
認識
FET
的特性。
2.
了解各種偏壓方法的差異,以及偏壓與放大的關係。
3.
了解各種型態的
FET
放大器,並試接
Common-Source
放大器鞍山一工 ,以及利用
Active
Load
的放大器。
二、
實驗提示
【認識元件】
FET
場效電晶體(
Field-Effect Transistor
,簡稱
FET
),與
BJT
一樣是目前應用非常廣泛
的電子元件。以使用者的角度而言,
FET
與
BJT
是特性與功能相似的元件,但
FET
更簡
單好用,接近理想的電壓控制電流源(
Voltage-Controlled current source
)。
BJT
是一個電壓控制電流元件(以
V
BE
控制
I
C
),但不是很理想,因為它輸入端(基
極)電流不為零且輸入阻抗不是很大,造成一些實用上的麻煩(例如設計
BJT
放大器時,
要考慮
I
B
及輸入電阻的影響);而就
FET
而言,就不需考量這些缺點。以
MOSFET
為例,
它與
BJT
結構其實很像,只是適度地將
BJT
中窄小的基極(
Base
)放寬,其巧妙地加上
一層
SiO
2
絕緣體使輸入電流為零(輸入阻抗趨近無窮大)。它並揚棄
BJT
用
P-N junction
控制電流的想法(這是
BJT
叫
Bipolar Junction Transistor
的原因),改以加於
SiO
2
絕緣體
上的電壓來控制電流。如此,簡單的想法加上巧妙的結構,便造就一顆近似理想電壓控
制電流源的元件。(詳細工作原理請參考
Smith Chapter 5
或
Millman Chapter 4
)
FET
比
BJT
更容易製造,
MOSFET
可以接成電阻及電容,而且體積較小,非常適合
於積體電路中600770股票 使用。
FET
有很好的溫度特性,在溫度變化時,比
BJT
穩定;但是一般而
言,頻率響應較差。
常見的場效電晶體有兩種元件:
MOSFET
(
Metal-Oxide Semiconductor
)跟
JFET
(
Junction Field-Effect Transistor
),但是不管那一種元件,他們基本的電路特性都是類
似的,所以將它們分類為同一類的元件。
由於
MOS
的結構中的
oxide
容易被靜電所破壞,而人體有許多的靜電,所以有些注
意事項請大家注意:
1.
不論是拔除、掌觸或插入
MOS
到任何儀器或線路上,一定要先將電源關掉。
2.
移動
MOS
元件一定要先確定你的人體電位跟所欲拔移的元件電位相等。一般性
的做法是先將手去接觸電路單元的框架上(如地線之類)。
5-1
,所以當
MOS
有短路的時
3.
另外如果將
MOS
元件中的各接點短路時可以保護
MOS
候,一般是先將
MOS
與外部電路先接好,然後再移去短路(如鋁箔)。
4.
不建議以電銲槍在
MOS
上銲接;如有必要,在銲接
MOS
時,一定要先確定銲頭
為接地的電位。
5.
減少靜電是保護
MOS
的方法,所以接地很重要,如不確定一個東西或者你的身
體是否有靜電,請先接地,可將靜電移去。
? JFET
的特性
(
G
極;
Gate
)、源極(
S
極;
Source
)、
JFET
是三個端點的元件,其三個端點分別為閘極
汲極(
D
極;
Drain
)。一般而言,源極跟汲極在結構上互相對稱,可以交換使用,而我
們是根據電性來決定何者為源極、何者是汲極。因為一般使用的
FET
大部分是
N-channel
,所以下面介紹
JFET
的特性是以
N-channel
為主,若是
P-channel
的元件只要把
電壓與電流的極性相反即可。而其電路符號,如
Fig. 农行基金定投 1
所示:
D
G
S
(a)n-channel
Fig. 1
D
G
S
(b)p-channel
JFET
之電路符號
I
D
(mA)
Ohmic
Triode
region
16
region |中联重科股票 富国天瑞基金
12
8
4
24
-V
P
6
Saturation
region
I
D
(mA)
V
GS
=0V
-0.5V
-1V
-2V
I
dss
16
12
8
4
-4
V
P
(b)Transfer characteristic
-3-2-1V
GS
(V)81012
-3V
V
DS
(V)
Cutoff region
(V
GS
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