第八章分立元件放大電路(四)

§8.2場效應管放大電路12§8.4場效應管放大電路一、場效應管的特性、參數與微變等效模型二、基本共源放大電路三、基本共漏放大電路四、基本共柵放大電路

場效應管有三個極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對應于晶體管的e、b、c；

有三個工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對應于晶體管的截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)。單極型管∶噪聲小、抗輻射能力強、低電壓工作一、場效應管的特性、參數與微變等效模型三個電極的對應情況：BJTFET基極b柵極g集電極c漏極d發(fā)射極e源極s截止區(qū)截止區(qū)放大區(qū)恒流區(qū)飽和區(qū)可變電阻區(qū)三個工作區(qū)的對應情況：3一、場效應管的特性、參數與微變等效模型41.各類場效應管的符號5一、場效應管的特性、參數與微變等效模型1.各類場效應管的符號按特性分增強型耗盡型uGS=0時，iD

=0uGS=0時，iD

0各種管子的輸出特性形狀是一樣的，只是控制電壓UGS不同。6一、場效應管的特性、參數與微變等效模型2.場效應管的特性曲線轉移特性輸出特性增強型：耗盡型：

3.工作在恒流區(qū)時g-s、d-s間的電壓極性uGS=0可工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？uGS＞0才可能工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？uGS＜0才可能工作在恒流區(qū)的場效應管有哪幾種？一、場效應管的特性、參數與微變等效模型7一、場效應管的特性、參數與微變等效模型84.場效應管的主要參數一、直流參數

1.結型場效應管和耗盡型MOSFET

(1)飽和漏極電流IDSS(IDO)：對應uGS=0時的漏極電流。

(2)夾斷電壓UGS(off)：當柵源電壓uGS=UGS(off)時，iD=0。2.

增強型MOSFET

開啟電壓UGS(th)：當uGS>uGS(th)時，導電溝道才形成，iD≠0。

3.輸入電阻RGS

對結型場效應管，RGS在108~1012Ω之間。對MOS管，RGS在1010~1015Ω之間。

通常認為RGS→∞。

一、場效應管的特性、參數與微變等效模型9

二、極限參數

場效應管也有一定的運用極限，若超過這些極限值，管子就可能損壞。場效應管的極限參數如下：

(1)柵源擊穿電壓U(BR)GS

(2)漏源擊穿電壓U(BR)DS

(3)最大功耗PDM：PDM=ID·UDS4.場效應管的主要參數一、場效應管的特性、參數與微變等效模型102.輸出電阻rds輸出電阻rds定義為4.場效應管的主要參數三、交流參數1.跨導gm

定義為gm的大小可以反映柵源電壓uGS對漏極電流iD的控制能力的強弱。gm可以從轉移特性或輸出特性中求得，也可以用公式計算出來。說明了uDS對iD的影響。是輸出特性某一點上切線斜率的倒數。

一、場效應管的特性、參數與微變等效模型11用有效值表示，上式可改寫為通常rds較大，對Id的影響可以忽略，則5.場效應管的微變等效模型一、場效應管的特性、參數與微變等效模型12畫出該式所對應的等效電路如圖所示5.場效應管的微變等效模型rds一般在幾十kΩ到幾百kΩ微變等效模型可以近似為13二、基本共源放大電路為保證MOS管工作在恒流區(qū)：輸入回路：

加柵極電源VGG，

使其大于開啟電壓UGS(th)輸出回路：

加漏極電源VDD，作為負載的能量，并使漏-源電壓大于夾斷電壓Rd：

將漏極電流iD的變化轉換為電壓uDS的變化，實現電壓放大（與共射中的Rc作用相同）為使信號源與放大電路“共地”，并采用單電源供電:自給柵偏壓放大電路分壓偏置放大電路1.基本共源放大電路14二、基本共源放大電路2.自給柵偏壓放大電路直流通路靜態(tài)分析：柵極絕緣輸入電流IG=0靜態(tài)分析即求UGSQ、UDSQ和IDQ15二、基本共源放大電路2.自給柵偏壓放大電路靜態(tài)分析：由正電源獲得負偏壓,稱為自給偏壓①列出輸入回路電壓方程②假設管子工作在恒流區(qū)，由耗盡型場效應管的電流方程可得③列出輸出回路電壓方程16二、基本共源放大電路2.自給柵偏壓放大電路動態(tài)分析交流等效電路微變等效電路17二、基本共源放大電路①電壓放大倍數②輸入電阻③輸出電阻2.自給柵偏壓放大電路動態(tài)分析18二、基本共源放大電路3.分壓偏置放大電路（Q點穩(wěn)定）靜態(tài)分析：柵極絕緣RG上電流為0①求出柵極的分壓UG②列出輸入回路電壓方程③假設管子工作在恒流區(qū)，由增強型場效應的電流方程可得④列出輸出回路電壓方程

S19二、基本共源放大電路3.分壓偏置放大電路動態(tài)分析20二、基本共源放大電路3.分壓偏置放大電路動態(tài)分析①電壓放大倍數②輸入電阻③輸出電阻例1：電路如圖（1）畫直流通路；（2）畫微變等效電路；（3）求Av、ri、ro的表達式21例2：場效應管放大器電路如圖所示，已知工作點的gm=5mA/V，試畫出低頻小信號等效電路，并計算增益Au。2223例3：電路如圖，已知工作點的gm=5mA/V，求動態(tài)分析24s（除掉vgs）放大倍數在輸入電阻上的分壓2526三、基本共漏放大電路靜態(tài)工作點與共源放大電路一樣動態(tài)分析①電壓放大倍數②輸入電阻27三、基本共漏放大電路動態(tài)分析

③輸出電阻28三、基本共漏放大電路動態(tài)分析（1）電壓增益Au（2）輸入電阻Ri（3）輸出電阻Ro四、基本共柵放大電路29組態(tài)對應關系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET電壓增益：CE：CC：CB：CS：CD：CG：30輸出電阻：BJTFET輸入電阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：31例4：設gm=3mA/V，=50，rbe=1.7k前級:場效應管共源極放大器后級:晶體管共射極放大器求：總電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻。+VCCRS3M(+24V)R120k10kC2C3R4R3RLRE282k43k10k8k10kC1RCT1RE1CE2T2CE1RD10kR21M32（1）估算各級靜態(tài)工作點:（略）（2）動態(tài)分析:

微變等效電路首先計算第二級的輸入電阻：

Ri2=

R3//R4//rbe=82//43//1.7=1.7kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds33第二步：計算各級電壓放大倍數R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds34第三步：計算輸入電阻、輸出電阻Ri=R1//R2=3//1=0.75MRo=RC=10kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds35第四步：計算總電壓放大倍數Av=Av1Av2=(-4.4)(-147)=647R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds3637RB+ECRCC1C2TRLuiuo簡單的固定偏置共射極放大器靜態(tài)分析：求IB，IC和UCEIc=IB內容回顧38分壓偏置放大電路靜態(tài)分析戴維南等效電路法：估算法：內容回顧39內容回顧動態(tài)分析之微變等效電路法三極管微變等效電路40場效應管的微變等效模型內容回顧動態(tài)分析之微變等效電路法41兩級放大電路分析