場效應(yīng)管放大電路6

1、 不同F(xiàn)ET類型對偏置電壓的要求增強(qiáng)型耗盡型種類電壓NMOSPMOSN 結(jié)型P 結(jié)型NMOSPMOSvGS正負(fù)負(fù)正負(fù)(或正)正(或負(fù))vDS正負(fù)正負(fù)正負(fù)PMOS一、場效應(yīng)管的直流偏置和靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算 自給柵偏壓電路 （只適用于耗盡型FET） 自偏壓電路sDSGGSRIVVVRg為柵極泄放電阻，泄放柵極感生電荷，取值宜大，通常取0.110M。Rs為源極偏置電阻，作用類似于共射電路的Re，可以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q 。由于IG0，所以Rg上無直流壓降，VG0。由于耗盡型FET在VGS0時(shí)存在導(dǎo)電溝道，所以電路有漏極電流ID。FET偏置電路類型： 自偏壓偏置電路 分壓式自偏壓電路VG 分壓式自偏壓電

2、路 適用于耗盡型和增強(qiáng)型FET 在自偏壓電路的基礎(chǔ)上增加分壓電阻構(gòu)成若VGIDRs，則可適用于增強(qiáng)型管（N溝道）；若VGIDRs，則可適用于耗盡型MOS管或JFET。sDgggDDsDGGSRIRRRVRIVV212上式稱為偏壓線方程 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)由轉(zhuǎn)移特性曲線和偏壓線方程(為一直線)求輸入回路的工作點(diǎn)；由輸出特性曲線和直流負(fù)載線求輸出回路的工作點(diǎn)。 估算法求靜態(tài)工作點(diǎn)由FET的電流方程和偏壓線方程兩組方程聯(lián)立求解，通常舍去不合題意的一組后得靜態(tài)工作點(diǎn)。【例1.3.1】已知VDD=18V，Rs=1 k，Rd=3 k，Rg=3 M，耗盡型MOS管的VP= -5 V，IDS

3、S=10 mA。試用估算法求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。解：22)51 (10)1 (10GSPGSDSSDDsDGSVVVIIIRIVV 8)(sdDDDDSQRRIVVV 8mA 8 V 5 . 2mA 5 . 2GSDGSDVIVI25110DDII不合題意，舍去?！纠?.3.2】解：柵極回路有: : DsDDDGSIRIVRRRV5 . 26211設(shè)VDD=15V ， Rd=5 k ， Rs=2.5 k ， R1=200 k，R2=300 k，Rg=10 M，RL=5 k，并設(shè)電容C1、C2和Cs足夠大。試用圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn)Q，估算Q點(diǎn)上場效應(yīng)管的跨導(dǎo)gm。由圖可得VGSQ=3.5V，IDQ

4、=1mA。 由轉(zhuǎn)移特性得:開啟電壓VT=2V；當(dāng) VG S= 2 VT= 4 V 時(shí) ，ID=IDO=1.9mA。mS38. 12DQDOTmIIVg由 圖 可 求 得 靜 態(tài) 時(shí) 的VDSQ=7.5V?；蛑苯佑蓤D得：mS 4 . 1344 . 08 . 1GSDmvig2) 1(TGSDODVvIiGSDmdvdig輸出回路列出直流負(fù)載線方程：VDS=VDD-ID(Rd+Rs)=15-7.5ID 【例1.3.3】為增強(qiáng)型NMOSFET設(shè)計(jì)偏置電路。設(shè)VT=2 V，IDO =0.65 mA，其余電路參數(shù)如圖中所示。要求工作在放大區(qū)，ID=0.5mA,且流過偏置電阻R1和R2的電流約為0.1ID

5、，試選擇偏置電阻R1和R2的阻值。解：假設(shè)MOS管工作在放大區(qū)(即飽和區(qū))。2) 1(TGSDODVvIi2) 12(65. 05 . 0GSvV25. 0 V75. 3GSGSvv(舍去)k 2005 . 01 . 055 1 . 02121RRIRRVVDSSDDVVSS5)(212SSsDSSSSDDSGGSVRIVVVRRRVVVk 952R25 . 010k 20075. 32Rk 1051RMOS工作在放大區(qū)，假設(shè)正確。V 4)(sdDSSDDDSRRIVVVV 75. 1275. 3TGSDSVVV取標(biāo)稱值：R2=100 k，R1=110 k。驗(yàn)證假設(shè)是否成立：二、場效應(yīng)管線性與

6、開關(guān)應(yīng)用舉例 電壓傳輸特性 FET除了與三極管一樣用作放大器和可控開關(guān)外，還可用作壓控電阻。BCQD段：VTvGS6V，F(xiàn)ET工作在恒流區(qū)（放大區(qū)）內(nèi)。V sin5 . 0tvi例如(V) sin5 . 05 . 4tvVviGGGS(V) sin5 . 38 . 5tvVvdsDSQDS75 . 05 . 3iovVVA 用作放大器EFG段：vGS6V ，F(xiàn)ET工作在可變電阻區(qū)，vO0 AB段：vGSVT， FET工作在截止區(qū)，vOVDD令vGS 0，輸入一個(gè)快速變化的矩形波，則FET交替工作在截止區(qū)和可變電阻區(qū)。 用作可控開關(guān)當(dāng)vGS=9V時(shí)，工作點(diǎn)移至F點(diǎn)，MOS管工作于可變電阻區(qū)，vD

7、S=0.2V，相當(dāng)于開關(guān)接通；當(dāng)vGS=0V時(shí)，工作點(diǎn)移至A，MOS管截止，vDS=12V, iD=0,相當(dāng)于開關(guān)斷開。 用作壓控電阻在可變電阻區(qū)，iD隨vDS近似線性增加，且 vDS與iD的比值(即RDS)受vGS控制，等效為壓控電阻。電路 vDS較低時(shí)（+1VvDS-1V)的輸出特性RDS與vGS的關(guān)系【例1.3.4】求圖示電路壓控電阻，設(shè)R1R2 。解：12RvvRvvIGSGSDS2)(222DSPGSDSPDSSDvVvvVIiDSIGSvvv21211212)2(2)2(2PIDSSPDSPGSDSSPDDSDSVvIVvVvIVivR2112RRvRvRvDSIGS當(dāng)R1R2時(shí)，

8、則(可變電阻區(qū)電流方程)【例1.3.3】為增強(qiáng)型NMOSFET設(shè)計(jì)偏置電路。設(shè)VT=2 V，IDO =0.65 mA，其余電路參數(shù)如圖中所示。要求工作在放大區(qū)，ID=0.5mA,且流過偏置電阻R1和R2的電流約為0.1ID，試選擇偏置電阻R1和R2的阻值。解：假設(shè)MOS管工作在放大區(qū)(即飽和區(qū))。2) 1(TGSDODVvIi2) 12(65. 05 . 0GSvV25. 0 V75. 3GSGSvv(舍去)k 2005 . 01 . 055 1 . 02121RRIRRVVDSSDDVVSS5)(212SSsDSSSSDDSGGSVRIVVVRRRVVVk 952R25 . 010k 20075. 32Rk 1051RMOS工作在放大區(qū)，假設(shè)正確。V