《模擬電子技術(shù)》第10講場效應(yīng)管放大電路

1、第十講第十講 場效應(yīng)管放大電路場效應(yīng)管放大電路一、場效應(yīng)管放大電路的三種接法一、場效應(yīng)管放大電路的三種接法二、場效應(yīng)管放大電路二、場效應(yīng)管放大電路的設(shè)置方法的設(shè)置方法三、場效應(yīng)管放大電路的三、場效應(yīng)管放大電路的一、場效應(yīng)管放大電路的三種接法一、場效應(yīng)管放大電路的三種接法基本共源放大電路：基本共源放大電路：輸入端輸入端輸出端輸出端共用端共用端基本接法基本接法柵極柵極g漏極漏極d源極源極s共源放大電路共源放大電路基本共源放大電路的交流通路基本共源放大電路的交流通路基本共漏放大電路：基本共漏放大電路：輸入端輸入端輸出端輸出端共用端共用端基本接法基本接法柵極柵極g源極源極s漏極漏極d共漏放大電路共漏放

2、大電路基本共漏放大電路的交流通路基本共漏放大電路的交流通路基本共柵放大電路：基本共柵放大電路：輸入端輸入端輸出端輸出端共用端共用端基本接法基本接法源極源極s漏極漏極d柵極柵極g共柵放大電路共柵放大電路sdg基本共柵放大電路的交流通路基本共柵放大電路的交流通路二、場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法二、場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 根據(jù)場效應(yīng)管工作在根據(jù)場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)恒流區(qū)的條件，在的條件，在g-s、d-s間加極性合適的電源間加極性合適的電源VGG,VDD。共源放大電路共源放大電路輸入回路：輸入回路：VGGUGS(th)開啟電壓開啟電壓輸出回路：輸出回路： VDD保證漏源電壓使管子工作在保證漏源電

3、壓使管子工作在恒流區(qū)，并且為負(fù)載提供能量；恒流區(qū)，并且為負(fù)載提供能量； 1. 基本共源放大電路組成基本共源放大電路組成 Rd把電流把電流iD的變化轉(zhuǎn)變?yōu)榈淖兓D(zhuǎn)變?yōu)殡妷弘妷簎DS的變化的變化;2. 共源放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)共源放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)ui=0時(shí)，得到直流通路，如下圖。時(shí)，得到直流通路，如下圖。2GGDQDOGS(th)(1)VIIUGSQGGUV DSQDDDQdUVIR電路的靜態(tài)工作點(diǎn)包括：電路的靜態(tài)工作點(diǎn)包括：UGSQ, IDQ, UDSQ3. 實(shí)用共源放大電路實(shí)用共源放大電路-自給偏壓電路自給偏壓電路GQ0U 2GS(off)GSQDSSD)1(UUII )(

4、sdDQDDDSQRRIVU 由源極電阻上的電壓為柵由源極電阻上的電壓為柵-源間提供負(fù)偏壓稱為源間提供負(fù)偏壓稱為SQDQsUIR GSQGQSQDQsUUUIR 自給偏壓電路適用于自給偏壓電路適用于N溝道溝道和和場效應(yīng)管場效應(yīng)管.4.實(shí)用共源放大電路實(shí)用共源放大電路-分壓式偏置電路分壓式偏置電路g1GQAQDDg1g2RUUVRR 2GS(th)GSQDOD)1( UUII)(sdDQDDDSQRRIVU 即典型的即典型的Q點(diǎn)穩(wěn)定電路點(diǎn)穩(wěn)定電路SQDQsUIR ：Rg3是為了增加電路的輸入電阻而設(shè)，不影響是為了增加電路的輸入電阻而設(shè)，不影響Q點(diǎn)。點(diǎn)。sDQ211GSQRIVRRRUDDggg

5、例1解解: :電路如圖電路如圖1所示，已知所示，已知Rg1=300k ，Rg2=200k ，Rd=5k ，VDD=5V，UGS(th)=1V，Kn=0.5mA/V2，試計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的值。試計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的值。圖圖1V2V5300200200 DDg2g1g2GSQ VRRRUmA5 . 0mA) 12(5 . 0)(22GS(th)GSnDQ UUKIV5 . 2)V55 . 05(dDQDDDSQ RIVU 由于由于UDSQ(UGSQ UGS(th) = (2 1)V = 1V，說明該場，說明該場效應(yīng)管確實(shí)工作在恒流區(qū)，上面的分析是正確的。效應(yīng)管確實(shí)工作在恒流區(qū)，上面的分析是正

6、確的。設(shè)設(shè)N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管工作在恒流區(qū)管工作在恒流區(qū) (Kn=IDO/UGS(th)2)耗盡型耗盡型N溝道溝道MOS管，管，RG=1M ，RS=2k ，RD= 12 k ，VDD = 20 V。IDSS = 4 mA，UGS(off) = 4 V，求求 iD 和和 uO 。2GS(off)GSDSSD)1(UuIi iG = 0 uGS = iDRS0452D DiiRDGDSRGRSiD+uO+VDD例2iD1= 4 mAuGS = 8 V UGS-UGS(off)=2V uO = VDD iD RD = 20 12 = 8 (V)三、場效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析三、場效應(yīng)管放大

7、電路的動(dòng)態(tài)分析求全微分得到：求全微分得到： id g vds d s vgs (,)DGSDSif uu DSGSDDDUGSUDSGSDSiididuduuu1dmgsdsdsIg UUr 1. 場效應(yīng)管的交流等效模型場效應(yīng)管的交流等效模型gm為為rds為場效應(yīng)管的為場效應(yīng)管的DSGSDmUuig 近似分析時(shí)可認(rèn)近似分析時(shí)可認(rèn)為其為無窮大！為其為無窮大！2.構(gòu)造出場效應(yīng)管的低頻等效模型構(gòu)造出場效應(yīng)管的低頻等效模型1dmgsdsdsIg UUr從輸入端口看，相當(dāng)于從輸入端口看，相當(dāng)于rgs= ；從輸出端口看，為受控電流源并聯(lián)輸出電阻；從輸出端口看，為受控電流源并聯(lián)輸出電阻；2GS(th)GSD

8、OD)1( UuIiDQDOthGSmIIUg)(2 對(duì)于對(duì)于N溝道溝道結(jié)型結(jié)型管：管：DQDSSoffGSmIIUg)(2 3. 基本共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析基本共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析dmgsddioRgURIUUAudoRR iR交流通路交流通路交流等效電路交流等效電路增強(qiáng)型增強(qiáng)型N溝道溝道MOS管，管，VGG=6V, VDD=12V, Rd= 3 k , Rg= 5k , IDO =10mA, UGS(th) =4 V, 求求 Q,Au,Ro 。例3解解: :VVUGG6GSQ 畫出交流等效電路如圖：畫出交流等效電路如圖： 由直流通路可得：由直流通路可得： mAUVIIthGSGGDODQ

9、5 . 2)1(2)( VRIVUdDQDDDSQ5 . 4 mSIIUgDQDOthGSm5 . 22)( 5 . 7 dmuRgA kRRdo34. 基本共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析基本共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析iR交流等效電路交流等效電路 gsmosRUgU )U1(gsmisogsRgUUU smsmio1RgRgUUAu ： 又稱為源極跟隨器，與射極跟隨器一樣，其電壓增又稱為源極跟隨器，與射極跟隨器一樣，其電壓增益小于益小于1 1，但接近于，但接近于1 1，輸出電壓與輸入電壓同相位。，輸出電壓與輸入電壓同相位?；竟猜┓糯箅娐份敵鲭娮璧姆治龌竟猜┓糯箅娐份敵鲭娮璧姆治鰉somsooooo1gRUgRUUIUR 若Rs=3k，gm=2mS，則Ro=? 4295 . 035 . 0*31msogRR已知已知N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管組成的共源放大電路，管管組成的共源放大電路，管子 的 轉(zhuǎn) 移 特 性 曲 線 如 下 圖 ， 已 知子 的 轉(zhuǎn) 移 特 性 曲 線 如 下 圖 ， 已 知VDD=15V,VGG=3V,Rd=10K,Rg=10M,求求 Q,Au 。例4