mosfet負(fù)反饋放大電路(三)

1、 MOSFET負(fù)反饋放大電路1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求 1.1 設(shè)計(jì)目的（1）掌握MOSFET負(fù)反饋放大電路的構(gòu)成、原理、與設(shè)計(jì)方法；（2）熟悉模擬元件的選擇、使用方法。 1.2 基本要求 （1） 空載放大增益10倍，帶寬>10kHz；（2） 輸入電阻>，輸出電阻；（3） 兩級(jí)以上放大環(huán)節(jié)。 1.3 發(fā)揮部分（1） 帶寬>100kHz；（2） 差分式放大輸入級(jí)；（3） 其他。2 設(shè)計(jì)過(guò)程及論文的基本要求2.1 設(shè)計(jì)過(guò)程的基本要求（1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選2 個(gè)方向；（2）符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括邏輯電路圖，實(shí)際接線圖各一份；（3）設(shè)計(jì)過(guò)程的資料、草稿要求保留并

2、隨設(shè)計(jì)報(bào)告一起上交；報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤(pán)上交。2.2 課程設(shè)計(jì)論文的基本要求（1）參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，文字中的小圖需打印。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于3000 字。圖紙為A3，附錄中的大圖可以手繪，所有插圖不允許復(fù)印。（2）裝訂順序：封面、任務(wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及參數(shù)計(jì)算（重要）、工作過(guò)程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（邏輯電路圖與實(shí)際接線圖）。 摘 要 “MOSFET”是英文metal-oxide- semiconductor field effect transistor的縮

3、寫(xiě)，意即“金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管”。小信號(hào)MOSFET主要用于模擬電路的信號(hào)放大和阻抗變換，近年來(lái)，功率MOSFET廣泛地應(yīng)用于電源、計(jì)算機(jī)及外設(shè)（軟、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)、掃描器等）、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信裝置、汽車(chē)電子及工業(yè)控制等領(lǐng)域。 我設(shè)計(jì)MOSFET負(fù)反饋放大電路的思路，首先是根據(jù)三極管共射極放大電路具有輸入輸出電壓反相，輸入電阻大等特點(diǎn)，采用三極管共射極放大電路作為MOSFET負(fù)反饋放大電路的輸入級(jí)。其次是根據(jù)MOSFET共漏極放大電路具輸入輸出電壓同相，輸出電阻小等特點(diǎn)，采用MOSFET共漏極放大電路作為MOSFET負(fù)反饋放大電路的輸出級(jí)。 使負(fù)反饋系數(shù)約等于零，這樣對(duì)開(kāi)環(huán)輸入

4、電阻輸出電阻和帶寬幾乎沒(méi)有影響。這樣設(shè)計(jì)很容易滿足空載放大增益為10倍，帶寬大于10kHz，輸入電阻大于，輸出電阻小于等要求。關(guān)鍵詞 MOSFET，負(fù)反饋，共源極，三極管，共射極，共漏極 目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)I模擬電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表III摘 要IV1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述- 1 -1.1 設(shè)計(jì)題目：MOSFET負(fù)反饋放大電路- 1 -1.2 設(shè)計(jì)要求- 1 -1.2.1 設(shè)計(jì)目的- 1 -1.2.2 基本要求- 1 -1.2.3 發(fā)揮部分- 1 -2 設(shè)計(jì)思路- 2 -3 設(shè)計(jì)方框圖- 3 -4 各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算- 4 -4.1 三極管共射極放大輸入級(jí)- 4 -4.1.1 靜態(tài)分析-

5、4 -4.1.2 動(dòng)態(tài)分析- 4 -4.2 MOSFET共漏極放大輸出級(jí)- 5 -4.2.1 靜態(tài)分析- 5 -4.2.2 動(dòng)態(tài)分析- 6 -4.3 反饋回路- 7 -4.4 帶寬- 8 -4.4.1 高頻響應(yīng)- 8 -4.4.2 低頻響應(yīng)- 9 -5 工作過(guò)程分析- 10 -5.1 三極管共射極放大輸入級(jí)- 10 -5.1.1 直流工作點(diǎn)分析- 10 -5.1.2 電壓增益- 10 -5.2 MOSFET共漏極放大輸出級(jí)- 11 -5.2.1 直流工作點(diǎn)分析- 11 -5.2.2 電壓增益- 12 -5.3 整個(gè)電路的實(shí)際電壓增益- 12 -5.4 實(shí)際帶寬- 12 -6 元器件清單- 14

6、 -7 主要元器件介紹- 15 -7.1 MOS_3TEN_VIRTUAL- 15 -7.2 2N2712- 15 -7.3 OPAMP_3T_VIRTUAL- 16 -小 結(jié)- 17 -致 謝- 18 -參考文獻(xiàn)- 19 -附 錄 A1 邏輯電路圖- 20 - 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.1 設(shè)計(jì)題目：MOSFET負(fù)反饋放大電路1.2 設(shè)計(jì)要求1.2.1 設(shè)計(jì)目的（1） 掌握MOSFET負(fù)反饋放大電路的構(gòu)成、原理、與設(shè)計(jì)方法；（2）熟悉模擬元件的選擇、使用方法。1.2.2 基本要求 (1) 空載放大增益10倍，帶寬>10kHz；(2) 輸入電阻>，輸出電阻；(3) 兩級(jí)以上放大環(huán)節(jié)。1.

7、2.3 發(fā)揮部分(1) 帶寬>100kHz；(2) 差分式放大輸入級(jí)；(3) 其他。 MOSFET負(fù)反饋放大電路 2 設(shè)計(jì)思路 根據(jù)三極管共射極放大電路具有輸入輸出電壓反相，輸入電阻大等特點(diǎn)，采用三極管共射極放大電路作為MOSFET負(fù)反饋放大電路的輸入級(jí)。根據(jù)MOSFET共漏極放大電路具輸入輸出電壓同相，輸出電阻小等特點(diǎn)，采用MOSFET共漏極放大電路作為MOSFET負(fù)反饋放大電路的輸出級(jí)。由于輸入級(jí)放大電路的輸入輸出電壓反相，輸出級(jí)放大電路的輸入輸出電壓同相，故用一個(gè)集成運(yùn)算放大器將電壓倒相，并將電壓反饋到輸入級(jí)。3 設(shè)計(jì)方框圖三極管共射放大電路 負(fù)反饋 MOSFET共漏放大電路 -

8、18 - 4 各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算4.1 三極管共射極放大輸入級(jí) 三極管共射極放大電路具有電壓增益大，輸入輸出電壓反相等特點(diǎn)。4.1.1 靜態(tài)分析 該級(jí)電路的直流通路如圖4.1.1所示。令，解得，4.1.2 動(dòng)態(tài)分析該級(jí)電路的小信號(hào)模型等效電路如圖4.1.2所示。 圖4.1.2 出處：課本130頁(yè) 式4.3.7b約為4.2 MOSFET共漏極放大輸出級(jí)4.2.1 靜態(tài)分析 該級(jí)電路的直流通路如圖4.2.1所示。 圖4.2.1 假設(shè)場(chǎng)效應(yīng)管T1的開(kāi)啟電壓為，NMOS管工作于飽和區(qū)，則漏極電流為 出處：課本203頁(yè) 式5.1.6 參數(shù) ， 可解得， 因?yàn)?，所以說(shuō)明NMOS管工作在飽和區(qū)，前面

9、的假設(shè)正確。4.2.2 動(dòng)態(tài)分析 該級(jí)電路的小信號(hào)模型等效電路如圖4.2.2所示。 圖4.2.2輸入電阻小信號(hào)互導(dǎo)為 出處：課本 209頁(yè) 式5.1.18輸出電壓為而故4.3 反饋回路 MOSFET負(fù)反饋放大電路如圖4.3所示。 圖4.3由于故 ，所以閉環(huán)增益 因此，整個(gè)電路的空載放大增益為閉環(huán)輸入電阻 閉環(huán)輸出電阻4.4 帶寬 由于反饋系數(shù)F約等于零，故反饋對(duì)帶寬的影響很小，可以忽略不計(jì)。4.4.1 高頻響應(yīng) 在高頻范圍內(nèi)，放大電路中的耦合電容、旁路電容的容抗很小，更可視為對(duì)交流信號(hào)短路。同時(shí)因共漏放大電路的源極跟隨作用，因而密勒效應(yīng)很小，所以共漏極電路的高頻響應(yīng)特性也較好，上限截止頻率很高

10、，故可不考慮輸出級(jí)的上限頻率。于是可畫(huà)出其余電路的高頻小信號(hào)等效電路，如圖4.5.1所示。 圖4.5.1 因?yàn)椋?，, 故= 4.4.2 低頻響應(yīng) 由于下限頻率很小，跟上限頻率相比可以忽略不計(jì)，故在此不分析。 5 工作過(guò)程分析5.1 三極管共射極放大輸入級(jí)5.1.1 直流工作點(diǎn)分析 該級(jí)電路的直流工作點(diǎn)分析的仿真測(cè)試結(jié)果如圖5.1.1所示。 圖5.1.1 由此可知，實(shí)際的，則有，5.1.2 電壓增益 該級(jí)電路的輸入輸出電壓有效值如圖5.1.2所 圖5.1.2因此有，該級(jí)電路的實(shí)際電壓增益為5.2 MOSFET共漏極放大輸出級(jí)5.2.1 直流工作點(diǎn)分析 該級(jí)電路的直流工作點(diǎn)分析的仿真測(cè)試結(jié)果如圖

11、5.2.1所示 圖5.2.1 由此可知，實(shí)際的，因?yàn)?，所以說(shuō)明NMOS管工作在飽和區(qū)。5.2.2 電壓增益 該級(jí)電路的輸入輸出電壓有效值如圖5.2.2所示。 圖5.2.2因此有，該級(jí)電路的實(shí)際電壓增益為5.3 整個(gè)電路的實(shí)際電壓增益 5.4 實(shí)際帶寬 閉環(huán)時(shí)下限頻率的測(cè)量結(jié)果如圖5.5.1所示。 圖5.5.1閉環(huán)時(shí)上限頻率的測(cè)量結(jié)果如圖5.5.2所示。 圖5.5.2由此可知，閉環(huán)時(shí)電路通頻帶為 6 元器件清單序號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量1 電阻 12 2 電容 6 3 信號(hào)源 1 4 直流電壓源 1 5 NMOSFET MOS_3TEN_VIRTUAL 1 6 三極管 2N2712 1 7 集成運(yùn)

12、放放大器 OPAMP_3T_VIRTUAL 17 主要元器件介紹7.1 MOS_3TEN_VIRTUAL數(shù)據(jù)庫(kù)名稱： 主數(shù)據(jù)庫(kù)系列組： transistors系列： TRANSISTORS_VIRTUAL名稱： MOS_3TEN_VIRTUAL作者： DMN日期： August 08，2002功能： Virtual Enhancement Mode NMOSFET熱敏電阻連接： 0.00熱敏電阻狀況： 0.00功耗： 0.00降值拐點(diǎn)： 0.00最低工作溫度： 0.00最高工作溫度： 0.00靜電放電： 0.007.2 2N2712數(shù)據(jù)庫(kù)名稱： 主數(shù)據(jù)庫(kù)系列組： transistors系列：

13、BJT_NPN名稱： 2N2712作者： TL日期： February 06,1998功能： 描述： 熱敏電阻連接： 0.00熱敏電阻狀況： 0.00功耗： 0.60降值拐點(diǎn)： 0.00最低工作溫度： 0.00最高工作溫度： 0.00靜電放電： 0.007.3 OPAMP_3T_VIRTUAL數(shù)據(jù)庫(kù)名稱: 主數(shù)據(jù)庫(kù)系列組: Analog系列: ANALOG_VIRTUAL名稱: OPAMP_3T_VIRTUAL作者: DMN日期: July 30, 2002功能: 3 Terminal Virtual Op-Amp描述: Input_Voffset=: Input_Ibias=: Gain_B

14、W=: Slew_Rate=: Number=: Package=NONE熱敏電阻連接：: 0.00熱敏電阻狀況：: 0.00功耗: 0.00降值拐點(diǎn)：: 0.00最低工作溫度: 0.00最高工作溫度: 0.00靜電放電：: 0.00 小 結(jié) 經(jīng)過(guò)近一周的努力,在老師和同學(xué)的幫助下,我基本上完成了設(shè)計(jì)任務(wù).通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了很多，充分認(rèn)識(shí)到了自學(xué)的重要性,以及學(xué)以致用的道理.也找到了自己身上的不足，感受良多，獲益匪淺。 這一周中，我們小組分工合作、齊心協(xié)力，一起完成了課程設(shè)計(jì)。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們經(jīng)歷了感動(dòng)，經(jīng)歷了一起奮斗的酸甜苦辣。也一起分享了成功的喜悅。這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們每個(gè)

15、人來(lái)說(shuō)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。課程設(shè)計(jì)有好多一個(gè)人完成不了的，例如電路圖的分析與設(shè)計(jì)，各種參數(shù)的計(jì)算等，這時(shí)候小組的力量就體現(xiàn)出來(lái)了，各司其職，各盡其能。發(fā)揮了集體的效用。在這個(gè)過(guò)程，我受到了好多幫助，老師的悉心指導(dǎo)，同學(xué)的無(wú)私幫助，都讓人有無(wú)比的動(dòng)力和解決問(wèn)題的決心。其實(shí)這次的課程設(shè)計(jì)我的最大的感受不是知識(shí)的獲得，而是人格的磨練和交際的能力。 此外，我在完成作業(yè)的時(shí)借助了圖書(shū)館大量的資料,這讓我認(rèn)識(shí)到了圖書(shū)館的重要作用.在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中,應(yīng)該多到圖書(shū)館看一些專業(yè)方面的書(shū)籍,以豐富自己的知識(shí). 但是由于知識(shí)水平的局限,設(shè)計(jì)中可能會(huì)存在著一些不足,我真誠(chéng)的接受老師和同學(xué)的批評(píng)和指正. 致 謝首先，在這一周的學(xué)習(xí)中我得到了XX老師的悉心指導(dǎo)。黃老師曾多次幫助我分析思路，開(kāi)拓視角，在我遇到困難想放棄的時(shí)候給予我最大的支持和鼓勵(lì)。黃老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，將使我終生受益。再多華麗的言語(yǔ)也顯蒼白。在此，黃向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 其次，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我的同學(xué)們給了我莫大的幫助，他們和我一起分析，設(shè)計(jì)電路，計(jì)算參數(shù)，查找錯(cuò)誤，共同解決遇到的困難，毫無(wú)疑問(wèn)，這份支持和友誼是我學(xué)習(xí)的一大動(dòng)力。在此，我對(duì)我的同學(xué)致以衷心的感謝。 再次，感謝在課程設(shè)計(jì)中被我參