《Chapter4场效应管放大电路.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Chapter4场效应管放大电路.ppt（44页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,Chapter 4 场效应管放大电路,聪明出于勤奋，天才在于积累,Chapter 4 场效应管放大电路Chapter 4 场效应管放大电路聪明出于勤奋，天才在于积累场效应管放大电路Chapter 42Chapter 4主要内容场效应晶体管场效应管放大电路3Chapter 4,在教学活动中，创设良好的问题情境，让课堂充满问题，对激发学生的学习动机和内在的学习兴趣，促进学生主动地参与课堂教学活动，培养学生的问题意识、创新精神和实践能力都有十分重要的意义，它是提高课堂效率的原动力。巧妙的问题情境设计，不仅能“吹皱一池春水”，达到渲染气氛，激发学生学习兴趣的目的，而且还可以“激起千层细浪”，训练思维
2、品质，提高思维能力，从而最终实现课堂结构优化和教学效果的提高。一、创设问题情境有利于激发学生的学习兴趣 学生的学习过程是直观感性认知的过程，在课堂教学中适中、有效地创设问题情境，能激活学生的思维，引起学生的共鸣，且产生积极的情感，帮助学生在快乐的氛围中顺利掌握新的学习内容，从而获得最佳的教学效果。在教学中，我们通过故事、猜谜、游戏、竞赛、多媒体课件等手段创设良好的问题情境，能诱发学生主动探索知识的热情和兴趣，形成强大的自主探索动力。例如：在教学一年级快乐的小青蛙一课时，我就采用“猜谜”的方式导入课堂教学。“同学们，今天老师与大家一起先猜个谜语。谜面是：大眼睛，宽嘴巴，白肚皮，绿大褂，地上跳，水
3、里划，唱起歌来呱呱呱。”一听说到要猜谜语，每个学生都表现出了极大的兴趣，注意力一下子就集中到要猜的“谜”上来了。待学生猜出谜语后，我顺势引导学生：“同学们，你们想不想知道这个小青蛙为什么要快乐地唱歌呢？那好，下面就让我们一起学习、认识一下这只快乐的小青蛙吧。”这样导语，引人入胜，很快就将学生的注意力引入了课堂，使学生集中精神，全心投入到课堂学习中，产生事半功倍的效果。又如，在进行识字教学中，我经常采用顺口溜识字法，它是帮助学生记忆字形的一种有效识字方法。教学“派”字时，我编了一句顺口溜：三点水，一撇一长撇，二撇一竖提，三撇一长捺。教学“金”字编出：有一个人他姓王，兜里装了两块糖。这种教学方法形
4、象生动，便于学生记忆，使学生兴趣盎然地投入到新知识的探索中，深受学生喜爱。二、创设问题情境有利于培养学生自主探索能力 创设问题情境，就是在教学内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”，把学生引入一种与问题有关的情境过程。在课堂教学中，老师首先要善于创设问题情境，激发学生自主探索、猜想和发现，让学生在问题解决中学习，使学生的学习过程本身构成一个提出问题，解决问题的过程。例如：在教学鸟的天堂一课时，我先让学生回忆：作者几次经过鸟的天堂？分别是在什么时候看到了什么？在学生初步了解课文内容后，让学生思考：榕树给你留下什么印象？通过播放榕树的录像片段，让学生有身临其境之感，伴着优美的广东音乐，教师引导学
5、生反复地读一读，品一品，体会榕树之“大”和“茂盛”就水到渠成了。在学习“群鸟纷飞、百鸟齐鸣”的场面时，通过让学生欣赏“群鸟雀跃”的视频，就能很容易地找出“鸟多、鸟热闹”的词语和句子，从而体会众鸟纷飞的热闹场面。最后让学生思考：大榕树为什么会成为鸟的天堂呢？针对这个问题，我让学生充分交流自己的体会，结合课文内容，渗透环保教育，体会只有人和自然和谐相处，才能创造出真正的天堂。我认为，学生有了问题才会有探索，只有主动探索才会有创造，良好的问题情境设置能使课堂变得生气盎然，它是促使学生自主学习的推动力。三、创设问题情境有利于培养学生丰富的想象力 语文教材中不少是能够培养学生情感的优秀教学美文。通过创设
6、问题情境，可以陶冶学生的情操，激发他们热爱大自然，热爱生活，热爱祖国的思想感情。教师通过运用语言、音乐和图画等进行渲染气氛，再现课文情景，使学生们发挥想象，走进文本，领悟情感。教学老人与海鸥一课时，为了让学生感受到海鸥对老人去世的悲伤之情，深入挖掘课文的深层含义，一位教师在教学中向学生提出了这样的一些问题：为什么会发生这样意想不到的事？如果你是这群海鸥中的一只，你会对老人说些什么？如果那位老人此时会说话，他会对海鸥说些什么？这位老师设置了多媒体课件和音乐相结合的教学情境，同时运用情感朗读、品味细节等方法，走进老人与海鸥相伴的场景，听着泛着哀思音乐的情感朗读，看着老人遗像前一群群拍着翅膀的海鸥，
7、这一切使学生仿佛置身于翠湖湖畔，肃立在老人的遗像前目睹海鸥送别的场景，那悲伤的心情，那对老人的深切思念，对海鸥行为深深感动之情便油然而生。教师这样创设问题情境，引起了学生强烈的情感共鸣，培养了学生丰富的想象力，达到了良好的教学效果。四、创设问题情境有利于培养学生的表演能力和口头表达能力 为了让学生更好地熟悉课文，理解课文，也可以通过表演来创设问题情境，这也不失为一种直观理解文章的有效办法。亲自参与，身临其境，将使学生对文章更熟悉、更理解。在小学语文课本中，有些课文的教学可在初步理解文章的基础上，组织分角色排练表演课文，特别是对于低年级的学生尤其有效。例如一年级的谁住顶楼和小蝌蚪找妈妈，二年级的
8、找不到快乐的波斯猫和坐井观天等文章就是很好的教材实例。学生分角色朗读表演就是一个对文章熟悉、理解的过程，而表演也是一个感染其他学生的过程。不管是“表演者”还是“观众”，都会有一种置身其境的感觉，要比老师抽象的讲解效果好得多，学生进入情感世界也就会对老师提出的问题游刃而解，这样的教学不但生动，而且能起到事半功倍的作用。同时，学生在表演时，不仅能加深对文章的理解，也能培养其表演能力，提高学生的口头表达能力。总之，问题情境的创设已成为新教学模式的一个显著特征，是有效课堂教学的原动力。问题情境设计得好，总能为学生搭设思维的跳板，让他们向更高、更远的层面飞跃。教师适时适度、高于艺术技巧的提问，是发展学生
9、思维，优化课堂的有效途径，它能使课堂充满动感与鲜活，能调动学生学习的自主意识和积极性，从而培养学生积极主动的创造精神，使学生在课堂上思想更加活跃，个性更加飞扬！基础教育改革的核心理念是“让每一个孩子全面发展”。但是农村中学由于学生的基础、方法、态度，教师的整体素质、育人观念、教学理念，学生的家庭环境、家长素质，社会环境等的负面影响，形成了比较多的知识基础、学习习惯、学习方法、学习能力、心理品德等方面存在偏离常规，能力和知识均不能达到教学大纲或课标的基本要求的学习困难学生。我在城区学校教学二十年之后又在农村中学任教两年，对比农村中学和城区中学的学困生后发现：城区中学的学困生是“高个子中的矮个子”
10、，农村中学的学困生确是“矮个子中的矮个子”，而农村初中数学学困生在学困生占的人数又最多、困难的程度又更深、影响的范围又更广、转化的困难又更大。因此，“大面积提高教育教学质量，最大限度转化学困生，让每一个孩子均衡发展”是每一所学校，每一位教育工作者急需解决的重要课题。本文就农村初中数学学困生的形成原因和转化策略作一初步的探讨。一、农村初中数学学困生成因分析 1.农村教师落后的教学理念、低下的教学水平、淡薄的师德素养是形成农村初中数学学困生的直接原因。（1）落后的教学理念 农村教师的教学理念相对比较落后，他们只重视知识的传授，却忽视了数学学法指导。特别是八年级，学生在数学学习上正处于由直观形象思维
11、为主向以抽象逻辑思维为主过渡的关键时期，有的教师不根据学生的个体差异与教材的要求认真指导学生掌握有效的学习方法，促进学生抽象逻辑思维的形成，导致学生学习困难;他们很少有机会去接触先进的教学理念，学校也没有宽松的资金派教师外出学习、培训，在当今的社会里不去学习、不去充电就意味着落后。所以农村教师的教学理念得不到及时更新，极大地影响了学生的学习。（2）低下的教学水平 农村教师教学水平低下是不争的事实。他们的教学方法陈旧，教学效率低下，缺少优秀教师的专业引领，不少农村教师由于受市场经济的影响不能安心从教，从事副业的教师为数不少。这样的教师的教学水平可想而知了。（3）淡薄的师德素养 农村教师的师德素养
12、普遍不高，对学生缺乏激励、关爱、尊重，致使农村学生在数学学习上产生不良心态，甚至厌恶数学课。他们的教学方法单一，对数学学困生缺乏爱心，乃至挫伤他们的脆弱的自尊心，致使他们的成绩一路下滑。2.农村学生薄弱的基础、方法的欠缺、能力的缺乏、自卑的心理是形成农村初中数学学困生的主要原因。（1）薄弱的基础 义务教育阶段农村初中校的学生都是由就近的全体农村小学毕业生，而农村小学在设施、设备、环境和师资水平等方面都还和城区中学有很大的差距，因此在客观上造成小学阶段学生的数学基础比较薄弱，数学能力比较差，数学思维没有及时开发。我校对2013年秋季入学的90名小学毕业生进行新生入学摸底测试，其中数学不及格的人数
13、多达35人！约占40%，而成绩为个位数的竟然有10个！不少学生小学就不懂怎样学习数学，考试就从来没有达到及格！小学为数不多的几个成绩比较好的学生都想方设法通过各种方式进入了条件比较好的城区中学就读了。因此他们当中不少学生在小学就放弃了数学的学习，成了数学学困生。（2）方法的欠缺 由于受小学教师教学方法等多方面因素的影响，大部分农村初中学生在小学学习时就没有形成课前预习、课后复习、上课认真听课的良好数学学习习惯，更不用说解题时的总结、归纳、推广和延伸等更高的数学学习要求了。大部分学生只会对课本上的定义、公式、定理等机械的记忆，缺乏应变能力。导致学生对数学的学习十分吃力，不能适应初中阶段的数学学习
14、。（3）能力的缺乏 教学中发现，很多农村初中数学学困生的数学学习还一直停留在原始的机械识记中，根本不能适应新课改下的初中数学的学习。对于所学的知识，不善于思考，总结和归纳，严重影响了知识摄入的数量与质量，逐步形成了数学学困生。（4）自卑的心理 农村数学学困生在性格上内向，同学之间缺乏交流，他们常常消极、自卑地看待学习和问题，在学习上常常抬不起头，不敢发言，不敢质疑，不会合作，不会交流。有不少数学学困生认为自己反正是“学困生”，破罐子破摔.常常使自己处于孤独、空虚、怨恨、失望的学习状态，产生了不健康的数学学习阴影。3.农村学校中学生家长的素质普遍不高、家庭学习氛围不浓、家庭文化环境差、家庭变故等
15、是形成农村初中数学学困生的家庭因素。农村学生的家长自身文化素养不高，在家庭无法对自己子女的学习进行指导和监督，很少和孩子交流学习情况，很少主动来校了解，和沟通;部分家庭不和、父母离异、父母沉迷于打麻将赌博等不良生活习性;部分学生父母为忙于生计，外出打工，对子女疏于管教;有些家长对子女过分溺爱，缺乏吃苦精神。农村学校的学生大部分都有家庭“缺陷”：留守学生、父母离异、单亲家庭、孤儿这些问题在一定程度上导致了学生读书无目标、无动力、无压力，对学习成绩的好坏无所谓，这些学生的数学成绩呈明显下降趋势。4.社会的很多不良风气也严重地影响着农村学生的健康成长。他们往往注重打扮，拉帮结派，讲究哥们义气;还有部
16、分学生沉迷于网吧游戏，在虚幻的世界中萎靡不振。不少农村学生受“读书无用论”、大学生就业难及社会消极因素等的影响，认为读书没有大的用处，有部分人小学没毕业也照样发财，这也影响了一批学生学习的积极性，对学习消极对待，这样自然也影响了学生的数学成绩。二、农村初中数学学困生转化策略 教师在学生数学知识的获取、数学能力的提高、数学兴趣的培养、健全人格的形成、家庭教育的改变等方面都起着不可替代的作用，因此在农村初中数学学困生的转化过程中要通过教师的努力让学校、教师、家庭和学生等形成合力，以达转化之目的。重点要做好以下三方面的工作：首先，农村数学教师要加强学习，不断更新教育理念，树立一切优先面向学困生的意识
17、。数学课程标准要求：“人人都能获得良好的数学教育，不同的人在数学上得到不同的发展。”要实现数学教育教学目标，数学教师必须不断更新教育理念，优先面向数学学困生，以此来促进全体学生的共同发展。教师要在课堂的提问、作业的批改、实验的演示师生的沟通等各个方面优先面向数学学困生，数学教育教学工作以学困生为出发点和落脚点。其次，农村数学教师要真正走进数学学困生的心里，了解他们的个性、生活习惯、兴趣爱好、思维品质、家庭情况等，做好每个数学学困生的个案情况记录，在平常的教育教学中尊重他们的个体差异;建立真正融洽的师生关系;帮助他们认识自己、悦纳自己，克服种种学习上的困难;培养他们乐观进取、积极向上、自信自律的
18、健全人格;争取家庭的最大支持与配合。第三，农村数学教师要特别重视数学学困生的学习习惯和能力的培养。数学学困生一般都没有养成良好的学习习惯。陶行知曾说过：“我认为好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生会学。”因此，我们对这样的学困生在弥补知识缺陷的过程中，应以数学学习和问题解决为载体，让学生认识数学思维活动的特点，尽可能让他们掌握较多的基本学习方法和学习技能，培养善于灵活应用各种方法的能力，养成良好的数学学习习惯。总之，我们要全面了解农村初中数学学困生形成的各种原因，这些数学学困生转化的关键在教师。在转化中需要全体数学教师进行长期不懈的努力，不断更新教学理念，树立以学生为本的观念和全面发展的思
19、想，尽全力转化初中数学学困生，为培养合格的山区农村建设人才做出自己应有的贡献。,Chapter 4,2,场效应管放大电路,Chapter 4,Chapter 4,3,主要内容,场效应晶体管场效应管放大电路,Chapter 4,4,4.1 场效应晶体管,结型场效应三极管（JFET）绝缘栅场效应三极管（MOSFET）场效应三极管的参数,讨论的问题：场效应管是通过什么方式来控制漏极电流的？,Chapter 4,5,场效应管（Fiedl Effect TransistorFET）是利用电场效应来控制的有源器件，它不仅兼有一般半导体管体积小、重量轻、耗电省、寿命长的特点，还具有输入电阻高（MOSFET最
20、高可达1015）、噪声系数低、热稳定性好、工作频率高、抗辐射能力强、制造工艺简单等优点。在近代大规模和超大规模集成电路以及微波毫米波电路中得到广泛应用。按结构，场效应管可分两大类：结型场效应管（JFET）绝缘栅型场效应管（IGFET）,Chapter 4,6,4.1.1结型场效应三极管（JFET）,1、结型场效应三极管的结构,在N型半导体硅片两侧扩散高浓度的P型区，形成两个PN结夹着一个N型沟道的结构。两个P区连在一起构成栅极，N型硅的一端是漏极，另一端是源极。,Chapter 4,7,2、JFET的工作原理,vDS=0，|vGS|增大，导电沟道变窄，沟道电阻增大。沟道完全夹断时vGS=VP（
21、VGS（off），称夹断电压。,现以N沟道为例说明其工作原理。,1、vGS对iD的控制控制导电沟道宽窄,若vDS为一固定值，则iD将受vGS的控制。,Chapter 4,8,vGS=0，vDS增加沿沟道将产生一电位梯度，导电沟道呈楔型，iD与 vDS近似成正比。,预夹断后，随vDS增加，夹断长度略有增加，iD几乎不随vDS增加而上升。,结论：JFET是电压控制电流器件。,2、vDS对iD的影响,当两楔型相遇时，称预夹断。此时vGD=vGS vDS=VPiD=IDSS饱和漏极电流,Chapter 4,9,3、JFET的特性曲线,（1）输出特性曲线。,以vGS为参变量，iD与vDS的关系,在恒流区
22、或饱和区，iD受vGS的控制，用作放大电路的工作区域，也称线性放大区。,输出特性曲线,Chapter 4,10,（2）转移特性曲线,以vDS为参变量，iD与vGS的关系，描述了输入电压对输出电流的控制作用。,转移特性曲线,Chapter 4,11,实验表明：在VPv GS0范围(恒流区)内，iD与vGS间呈平方律关系，即,为什么不讨论JFET的输入特性？栅-源间的PN结是反偏的，故输入端的电流近似为零。,Chapter 4,12,4.1.2 绝缘栅场效应三极管,N沟道增强型MOSFETN沟道耗尽型MOSFETP沟道耗尽型MOSFET各类FET的伏安特性曲线,Chapter 4,13,绝缘栅型场
23、效应管中应用最多的是以二氧化硅作为金属（铝）栅极和半导体之间绝缘层，又称金属-氧化物-半导体场效应管，简称MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FET)。,MOSFET可分为增强型 N沟道、P沟道耗尽型 N沟道、P沟道,Chapter 4,14,结构,1）结构,N沟道增强型MOSFET在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区。,栅极G,源极S,漏极D,衬底B,1、N沟道增强型MOSFET,Chapter 4,15,栅源电压vGS的控制作用形成导电沟道,正电压vGS产生的反型层把漏-源连接起来，形成宽度均匀的导电N沟道，自由电子
24、是沟道内的主要载流子。反型层刚形成时，对应的栅源电压vGS称为开启电压，用VT表示。,2）工作原理,Chapter 4,16,漏源电压vDS对漏极电流iD的控制作用,vGS VT，加vDS，形成iD，且iD与vDS基本成正比。因vDS形成电位差，使导电沟道为梯形。,vDS增大至vGD=vGS vDS VT，沟道被预夹断（漏端），管子进入饱和区。,vDS对iD的控制,Chapter 4,17,沟道预夹断后，vDS继续增大，夹断点向源极方向移动，iD略有增大。,vGS变化时，vGS VT，没有导电沟道，iD0；vGS=VT时开始形成导电沟道；vGS VT时，导电沟道变宽。从而改变vGS 的大小有效
25、地控制沟道电阻的大小。,输入电压vGS 对输出电流iD的控制,Chapter 4,18,3）特性曲线,输出特性,转移特性,Chapter 4,19,转移特性曲线的斜率gm（mA/V）的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用，称为跨导。,(单位mS),管子在饱和区工作（vGS VT）时的转移特性曲线可用以下近似公式表示：,式中IDO为vGS=2 VT时的iD值。,定义：,Chapter 4,20,2、N沟道耗尽型MOSFET,在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了大量的金属正离子。所以当VGS=0时，这些正离子已经在感应出反型层，在漏源之间形成了沟道。于是只要有漏源电压，就有漏极电流存在。,N沟道耗
26、尽MOSFET的结构和符号如图所示,Chapter 4,21,当vGS0时，将使iD进一步增加。vGS0时，随着vGS的减小iD逐渐减小，直至iD=0。对应iD=0的vGS称为夹断电压，用符号vGS(off)表示，有时也用VP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线如图所示。,转移特性曲线,Chapter 4,22,3、P沟道耗尽型MOSFET,P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。,Chapter 4,23,4、各类FET的伏安特性曲线,场效应三极管的特性曲线类型比较多，根据导电
27、沟道的不同，以及是增强型还是耗尽型可有四种转移特性曲线和输出特性曲线，其电压和电流方向也有所不同。如果按统一规定正方向，特性曲线就要画在不同的象限。为了便于绘制，将P沟道管子的正方向反过来设定。有关曲线绘于图之中,Chapter 4,24,各类场效应三极管的特性曲线,Chapter 4,25,Chapter 4,26,Chapter 4,27,4.1.3 场效应三极管的参数,2）夹断电压VGS(off)(或VP)耗尽型FET的参数。在VDS为某一固定值条件下,iD等于一微小值（便于测量）时所对应的VGS。,3）饱和漏极电流IDSS 耗尽型FET重要参数。在VGS=0的条件下，管子预夹断时的漏极
28、电流。,1）开启电压VGS(th)(或VT)增强型FET的重要参数。在VDS为某一固定值下能产生iD所需要的最小|VGS|值。,Chapter 4,28,6）最大漏极功耗PDM 最大漏极功耗可由PDM=vDS iD决定，与双极型三极管的PCM相当。,4）直流输入电阻RGS、rds 栅源电压与漏极电流之比，通常JFET的RGS107，MOSFET的RGS109。,5）低频跨导gm 表征工作点Q上栅源电压vgs对漏极电流id的控制作用大小的参数，单位是mS。,Chapter 4,29,几种常用的场效应三极管的主要参数,Chapter 4,30,4.1.4 双极型和场效应型三极管的比较,Chapte
29、r 4,31,Chapter 4,32,4.2 场效应管放大电路,FET放大电路的偏置电路与静态分析FET放大电路的动态分析三种类型放大电路的比较,Chapter 4,33,4.2.1 偏置电路与静态分析,1、自偏压共源放大电路,直流通路如图所示,自偏压偏置电路：由于栅极电流为零，故栅源电压UGS是由电阻R上压降通过Rg提供的。,因为UGS0，所以只能用于耗尽型FET。电阻R可起稳定工作点的作用。,Chapter 4,34,UGSQ=IDQR,由电路得下列方程：,UDSQ=VDDIDQ（R+Rd）,FET的转移特性：,联立上3式，可解得静态工作点参数UGSQ、IDQ、UDSQ,Chapter
30、4,35,2、分压式自偏压共源放大电路,VCC经Rg1、Rg2分压后，通过Rg供给栅极电位UGQ。,R 提供自偏压USQ，且可以稳定工作点,Chapter 4,36,UDSQ=VDDIDQ（R+Rd）,有：,UGSQ、IDQ、UDSQ,Chapter 4,37,4.2.2 FET放大电路的动态分析,FET的小信号模型共源放大电路共漏放大电路（源极输出器）,Chapter 4,38,1、FET的小信号模型,FET是电压控制器件，在低频小信号工作时，可认为 ri=id=gmugs,简化,Chapter 4,39,2、共源放大电路,交流小信号等效电路如图,1）电压增益Au,2）输入电阻ri,3）输出
31、电阻ro,ro=Rd,Chapter 4,40,3、共漏放大电路（源极输出器）,1）电压增益Au,2）输入电阻ri,Chapter 4,41,3）输出电阻ro,Chapter 4,42,4.2.3 三种类型放大电路的比较,根据放大器件,BJT放大电路FET放大电路,六种组态可归纳为三类通用放大电路：反相电压放大、电压跟随和电流跟随电路。,Chapter 4,43,本章重点,JFET和MOSFET的工作原理、输出特性、转移特性和主要参数。共源极和共漏极放大电路的分析 偏置方式及解析法求静态工作点。FET的小信号模型与用小信号等效电路求动态指标。,41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。阿卜日法拉兹42、只有在人群中间，才能认识自己。德国43、重复别人所说的话，只需要教育；而要挑战别人所说的话，则需要头脑。玛丽佩蒂博恩普尔44、卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。贝多芬45、自己的饭量自己知道。苏联,
