第四章-場效應(yīng)管放大電路.

第四章場效應(yīng)管放大電路基礎(chǔ) 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 一 結(jié)型場效應(yīng)管 JFET 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 MOSFET 三 場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 五 復(fù)合管 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 六 各種放大器件電路性能比較 重點(diǎn)知識 場效應(yīng)管有三個(gè)極 源極 s 柵極 g 漏極 d 對應(yīng)于晶體管的e b c 有三個(gè)工作區(qū)域 截止區(qū) 恒流區(qū) 可變電阻區(qū) 對應(yīng)于晶體管的截止區(qū) 放大區(qū) 飽和區(qū) 1 結(jié)構(gòu)和符號 導(dǎo)電溝道 源極 柵極 漏極 符號 結(jié)構(gòu)示意圖 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場效應(yīng)管 JFET 一 結(jié)型場效應(yīng)管 JFET a 柵 源電壓對導(dǎo)電溝道寬度的控制作用 溝道最寬 uGS可以控制導(dǎo)電溝道的寬度 為什么g s必須加負(fù)電壓 UGS off 2 工作原理 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場效應(yīng)管 JFET b 漏 源電壓對漏極電流的影響 uGS UGS off 且不變 VDD增大 iD增大 預(yù)夾斷 uGD UGS off uGD UGS off 2 工作原理 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場效應(yīng)管 JFET VDD的增大 幾乎全部用來克服溝道的電阻 iD幾乎不變 進(jìn)入恒流區(qū) iD幾乎僅僅決定于uGS uGD UGS off 場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件是什么 b 漏 源電壓對漏極電流的影響 2 工作原理 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場效應(yīng)管 JFET JFET 的特性曲線 夾斷電壓 漏極飽和電流 場效應(yīng)管工作在恒流區(qū) 因而uGS UGS off 且uDS UGS off 為什么必須用轉(zhuǎn)移特性描述uGS對iD的控制作用 1 轉(zhuǎn)移特性 一 結(jié)型場效應(yīng)管 JFET JFET 的特性曲線 2 輸出特性 g s電壓控制d s的等效電阻 預(yù)夾斷軌跡 uGD UGS off 可變電阻區(qū) 恒流區(qū) iD幾乎僅決定于uGS 擊穿區(qū) 夾斷區(qū) 截止區(qū) 夾斷電壓 IDSS 不同型號的管子UGS off IDSS將不同 低頻跨導(dǎo) 絕緣柵型場效應(yīng)管工作原理 uGS增大 反型層 導(dǎo)電溝道 將變厚變長 當(dāng)反型層將兩個(gè)N區(qū)相接時(shí) 形成導(dǎo)電溝道 SiO2絕緣層 襯底 耗盡層 空穴 高摻雜 反型層 大到一定值才開啟 1 增強(qiáng)型管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 iD隨uDS的增大而增大 可變電阻區(qū) uGD UGS th 預(yù)夾斷 iD幾乎僅僅受控于uGS 恒流區(qū) 剛出現(xiàn)夾斷 uGS的增大幾乎全部用來克服夾斷區(qū)的電阻 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 絕緣柵型場效應(yīng)管工作原理 1 增強(qiáng)型管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 耗盡型MOS管在uGS 0 uGS 0 uGS 0時(shí)均可導(dǎo)通 且與結(jié)型場效應(yīng)管不同 由于SiO2絕緣層的存在 在uGS 0時(shí)仍保持g s間電阻非常大的特點(diǎn) 加正離子 小到一定值才夾斷 uGS 0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道 絕緣柵型場效應(yīng)管工作原理 2 耗盡型管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 轉(zhuǎn)移特性 絕緣柵型場效應(yīng)管特性曲線 1 增強(qiáng)型MOS管 開啟電壓 輸出特性 在恒流區(qū) 轉(zhuǎn)移特性 夾斷電壓 輸出特性 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 絕緣柵型場效應(yīng)管特性曲線 2 耗盡型MOS管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 工作在恒流區(qū)時(shí)g s d s間的電壓極性 場效應(yīng)管的分類 場效應(yīng)管的主要參數(shù) 2 開啟電壓VT 增強(qiáng)型場效應(yīng)管有微小漏極電流時(shí)的VGS值 1 直流參數(shù) 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 1 輸出電阻rd 場效應(yīng)管的主要參數(shù) 2 交流參數(shù) 2 最大漏源電壓 V BR DS 3 最大柵源電壓 V BR GS 1 最大漏極電流 IDM 4 最大漏極功耗PDM 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 場效應(yīng)管的主要參數(shù) 3 極限參數(shù) 根據(jù)場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件 在g s d s間加極性合適的電源 固定偏置電路 三 場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 三 場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 由正電源獲得負(fù)偏壓稱為自給偏壓 哪種場效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn) 自給偏壓電路 公式法 三 場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 輸入回路負(fù)載線方程 輸出回路負(fù)載線方程 自給偏壓電路 圖解法 三 場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 自給偏壓電路 圖解法 三 場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 為什么加Rg3 其數(shù)值應(yīng)大些小些 哪種場效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn) 分壓式偏壓電路 典型的Q穩(wěn)定電路 近似分析時(shí)可認(rèn)為其為無窮大 根據(jù)iD的表達(dá)式或轉(zhuǎn)移特性可求得gm 與晶體管的h參數(shù)等效模型類比 場效應(yīng)管的交流等效模型 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 若Rd 3k Rg 5k gm 2mS 則 與共射電路比較 基本共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 基本共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 輸出電阻的分析 若Rs 3k gm 2mS 則Ro 復(fù)合管的組成 多個(gè)管子合理連接等效成一個(gè)管子 不同類型的管子復(fù)合后 其類型決定于T1管 五 復(fù)合管 五 復(fù)合管 在合適的外加電壓下 每只管子的電流都有合適的通路 才能組成復(fù)合管 討論一 判斷下列各圖是否能組成復(fù)合管 Ri Ro 討論二 求下圖的輸入電阻和輸出電阻 五 復(fù)合管 放大電路的選用 按下列要求組成兩級放大電路 Ri 1 2k Au的數(shù)值 3000 Ri 10M Au的數(shù)值 300 Ri 100 200k Au的數(shù)值 150 Ri 10M Au的數(shù)值 10 Ro 100 共射 共射 共源 共射 共集 共射 共源 共集 六 各種放大器件電路性能比較 六 各種放大器件電路性能比較