場效應(yīng)管及其放大電路例題解析_百度文庫

1、第 3章 場效應(yīng)管及其放大電路例題解析例 3. 1 試將場效應(yīng)管柵極和漏極電壓對(duì)電流的控制機(jī)理,與雙極型晶體管基極和集電 極電壓對(duì)電流的控制機(jī)理作一比較。 場效應(yīng)管柵極電壓是通過改變場效應(yīng)管導(dǎo)電溝道的幾何尺寸來控制電流。 漏極電壓則改變 導(dǎo)電溝道幾何尺寸和加速載流子運(yùn)動(dòng)。雙極型三極管基極電壓是通過改變發(fā)射結(jié)勢壘高度來 控制電流,集電極電壓 (在放大區(qū) 是通過改變基區(qū)寬度,從而改變基區(qū)少子密度梯度來控制 電流。例 3. 2 N 溝道 JFET 的轉(zhuǎn)移特性如圖 3. 1所示。 試確定其飽和漏電流 I DSS 和夾斷電壓 V P 。解 由圖 3. 1可至知,此 JFET 的飽和漏電流 I DSS 4

2、mA ,夾斷電壓 V P -4V 。 例 3. 3 N 溝道 JFET 的輸出特性如圖 3. 2所示。漏源電壓的 V DS =15V ,試確定其飽 和漏電流 I DSS 和夾斷電壓 V P 。并計(jì)算 V GS =-2V 時(shí)的跨導(dǎo) g m 。解 由圖 3. 2可得:飽和漏電流 I DSS 4mA ,夾斷電壓 V P -4V , V GS =-2V 時(shí),用作 圖法求得跨導(dǎo)近似為:ms g m 2. 12(14. 16. 2=- 例3. 4 在圖 3. 3所示的放大電路中,已知 V DD =20V , R D =10k , R S =10k , R 1=200k , R 2=51k , R G =1

3、M ,并將其輸出端接一負(fù)載電阻 R L =10 k 。所用的場效應(yīng)管 為 N 溝道耗盡型,其參數(shù) I DSS =0. 9mA , V P = 4V , g m =1. 5mA /V 。試求:(1靜態(tài)值;(2電壓放大倍數(shù)。解 (1 畫出其微變等效電路, 如圖 3. 4所示。 其中考慮到 r GS 很大, 可認(rèn)為 r GS 開路, 由電路圖可知,V V V R R R V DD G 4201051200(105133212=+=+= 并可列出D D S G G S I I R V V 310104-=-=圖 3. 1 圖 3.2在 V P V GS 0范圍內(nèi),耗盡型場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性可近似用下式表

4、示:2 1(P GS DSS D V V I I -= 聯(lián)立上列兩式 323109. 0 41(10104-+=-=GS D D GS V I I V 解 之 得V V mAI G S D 15. 0-=并由此得 V V I R R V V DS D DD DS 10105. 010 1010(20 (33=+-=+-=-(2電壓放大倍數(shù)為5. 7101010105. 1' -=+-=-=L m V R g A 式中 L D L R R R /' =例 3. 5 已知圖 3. 5(a所示放大電路中的結(jié)型場效應(yīng)管的 V P =-3V , I DSS =3mA , r DS >

5、;>R d ,試用微變等效電路法求:(1電壓放大倍數(shù) A V1和 A V2(2輸入電阻 R i 和輸出電阻 R o1及 R o2。解 (1用估算法計(jì)算 Q 點(diǎn)。由圖 3. 5(a所示電路的直流通路可列方程V i V i R R i v D D S S D G S 1(5. 05. 0( (21-=+=+-=mA v V v I i GS P GS DSS D -= -=223131 聯(lián)立求解得 =-=mAi V v D GS 15. 115. 11 舍去 Vv G S 85. 72-= 圖 3. 3圖 3. 4 R 1R 2 V i V ov i v o V gsg m V gs故 V

6、V R R R i V v s s d D D D D S 05. 55. 05. 012(15. 120 (21=+-=+-= 所以 I DQ =i D =1. 15mA , V GSQ =v GS1=-1.15V , V DSQ =5. 05V(2作微變等效電路如圖 3. 5(b所示,圖中 g m 由下式求出:2 1 -=P GS DSS D V v I i 故 mS V mA V v V I dv di g P GS P DSS GS Dm 23. 1315. 1133212= -= -= (3求 A V1,和 A V2。由微變等效電路得:d gs m o R V g V -=112s

7、gs m o R V g V =1s gs m gs i R V g V V +=圖 3. 5故 1. 95. 023. 111223. 1111-+-=+-=s gs m gs d gs m i o V R V g V R V g V V A 38. 05. 023. 115. 023. 11122+-=+=s gs m gs s gs m i o V R V g V R V g V V A (4求 R i 、 R o1、 R o2。由微變等效電路得=M R R g i 1=k R R d o 121為了求得 R o2,作出圖 3. 5(c所示等效電路,由電路得:gs m s V g R V

8、 I -=1而 V V gs -=V g R V I m s +=1所以 = += +=k mS k g R I V R m s o 31. 023. 15. 01112 計(jì)算表明, FET 放大電路的輸入電阻很大,放大倍數(shù)較小。源極輸出器的輸出電阻比共 源電路小得多,但比射極輸出器大得多。例 3. 6兩級(jí)放大電路如圖 3. 6所示, T 1管的 g m , T 2管的 r be 和 已知。(1 畫出電路的微變等效電路;(2 求:R i , R o 和 A V =Vo /V i解 (1 圖 3. 6所示兩級(jí)放大電路的微變等效電路如圖 3. 7所示。(2 求 R i , R o 和 A VRi = RG+=+=1/1/1/1s mb be e o b be e o R g R r R R R r R R將第二級(jí)視作第一級(jí)的負(fù)載,有:/(1(/2L e be b i R R r R R +=+= /(1 /(2211i s m i s m i o V R R g R R g V V A /(1(/(1/(1(/(L e be b s m L e be b s m R R r R R g R R r R R g +/(1( /(1(112L e be L e o o v R R