第八章分立元件放大電路(四)

§8.2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路12§8.4場(chǎng)效應(yīng)管放大電路一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)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(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對(duì)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(duì)應(yīng)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(qiáng)、低電壓工作一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型三個(gè)電極的對(duì)應(yīng)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(gè)工作區(qū)的對(duì)應(yīng)情況：3一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型41.各類(lèi)場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)5一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型1.各類(lèi)場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)按特性分增強(qiáng)型耗盡型uGS=0時(shí)，iD

=0uGS=0時(shí)，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(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型2.場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性輸出特性增強(qiáng)型：耗盡型：

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

1.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和耗盡型MOSFET

(1)飽和漏極電流IDSS(IDO)：對(duì)應(yīng)uGS=0時(shí)的漏極電流。

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

增強(qiáng)型MOSFET

開(kāi)啟電壓UGS(th)：當(dāng)uGS>uGS(th)時(shí)，導(dǎo)電溝道才形成，iD≠0。

3.輸入電阻RGS

對(duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，RGS在108~1012Ω之間。對(duì)MOS管，RGS在1010~1015Ω之間。

通常認(rèn)為RGS→∞。

一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型9

二、極限參數(shù)

場(chǎng)效應(yīng)管也有一定的運(yùn)用極限，若超過(guò)這些極限值，管子就可能損壞。場(chǎng)效應(yīng)管的極限參數(shù)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(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型102.輸出電阻rds輸出電阻rds定義為4.場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)三、交流參數(shù)1.跨導(dǎo)gm

定義為gm的大小可以反映柵源電壓uGS對(duì)漏極電流iD的控制能力的強(qiáng)弱。gm可以從轉(zhuǎn)移特性或輸出特性中求得，也可以用公式計(jì)算出來(lái)。說(shuō)明了uDS對(duì)iD的影響。是輸出特性某一點(diǎn)上切線斜率的倒數(shù)。

一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型11用有效值表示，上式可改寫(xiě)為通常rds較大，對(duì)Id的影響可以忽略，則5.場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效模型一、場(chǎng)效應(yīng)管的特性、參數(shù)與微變等效模型12畫(huà)出該式所對(duì)應(yīng)的等效電路如圖所示5.場(chǎng)效應(yīng)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?xùn)艠O電源VGG，

使其大于開(kāi)啟電壓UGS(th)輸出回路：

加漏極電源VDD，作為負(fù)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(zhuǎn)換為電壓uDS的變化，實(shí)現(xiàn)電壓放大（與共射中的Rc作用相同）為使信號(hào)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(fù)偏壓,稱(chēng)為自給偏壓①列出輸入回路電壓方程②假設(shè)管子工作在恒流區(qū)，由耗盡型場(chǎng)效應(yīng)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(dòng)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(shù)②輸入電阻③輸出電阻2.自給柵偏壓放大電路動(dòng)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(diǎn)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(shè)管子工作在恒流區(qū)，由增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)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(dòng)態(tài)分析20二、基本共源放大電路3.分壓偏置放大電路動(dòng)態(tài)分析①電壓放大倍數(shù)②輸入電阻③輸出電阻例1：電路如圖（1）畫(huà)直流通路；（2）畫(huà)微變等效電路；（3）求Av、ri、ro的表達(dá)式21例2：場(chǎng)效應(yīng)管放大器電路如圖所示，已知工作點(diǎn)的gm=5mA/V，試畫(huà)出低頻小信號(hào)等效電路，并計(jì)算增益Au。2223例3：電路如圖，已知工作點(diǎn)的gm=5mA/V，求動(dòng)態(tài)分析24s（除掉vgs）放大倍數(shù)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(diǎn)與共源放大電路一樣動(dòng)態(tài)分析①電壓放大倍數(shù)②輸入電阻27三、基本共漏放大電路動(dòng)態(tài)分析

③輸出電阻28三、基本共漏放大電路動(dòng)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(duì)應(yīng)關(guān)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(shè)gm=3mA/V，=50，rbe=1.7k前級(jí):場(chǎng)效應(yīng)管共源極放大器后級(jí):晶體管共射極放大器求：總電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。+VCCRS3M(+24V)R120k10kC2C3R4R3RLRE282k43k10k8k10kC1RCT1RE1CE2T2CE1RD10kR21M32（1）估算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn):（略）（2）動(dòng)態(tài)分析:

微變等效電路首先計(jì)算第二級(jí)的輸入電阻：

Ri2=

R3//R4//rbe=82//43//1.7=1.7kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds33第二步：計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds34第三步：計(jì)算輸入電阻、輸出電阻Ri=R1//R2=3//1=0.75MRo=RC=10kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds35第四步：計(jì)算總電壓放大倍數(shù)Av=Av1Av2=(-4.4)(-147)=647R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds3637RB+ECRCC1C2TRLuiuo簡(jiǎn)單的固定偏置共射極放大器靜態(tài)分析：求IB，IC和UCEIc=IB內(nèi)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(nèi)容回顧39內(nèi)容回顧動(dòng)態(tài)分析之微變等效電路法三極管微變等效電路40場(chǎng)效應(yīng)管的微變等效模型內(nèi)容回顧動(dòng)態(tài)分析之微變等效電路法41兩級(jí)放大電路分析