基本放大电路726场效应管放大电路.ppt

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1、河北科技大学信息学院基础电子教研室模拟电子技术基础教程2-4-2电电路路如如图图（a）所所示示，图图（b）是是晶晶体体管管的的输输出出特特性性，静态时静态时UBEQ。利利用用图图解解法法分分别别求求出出RL和和RL3k时时的的静静态态工工作作点和最大不失真输出电压点和最大不失真输出电压Uom（有效值）。（有效值）。2-4-3解解:空载时根据电路的输入回路得到空载时根据电路的输入回路得到:ABQ确定确定Q:Q:IBQ20 A，ICQ2mA,UCEQ6V.根据电路的输出回路电压方程画出输出负载线根据电路的输出回路电压方程画出输出负载线A-B,确定确定ICQ2mAIBQICQUCEQ2-4-4空载时

2、最大不失真输出电压幅值约为空载时最大不失真输出电压幅值约为 6-0.7=，有效值约为有效值约为5.3/=3.75V。ABQ QIBQICQUCEQ2-4-5带载时：根据电路的输入回路得到带载时：根据电路的输入回路得到IBQ20A，根据电路的输出回路电压方程根据电路的输出回路电压方程uCE=VCCiCRL画出输出画出输出负载线负载线A-C,最大不失真输出电压幅值约为，有效值约为。最大不失真输出电压幅值约为，有效值约为。AC确定确定 ICQ2mA，UCEQ3V；VCCVCC2-4-6电电路路如如图图所所示示，晶晶体体管管的的 80，rbbbb=100。分分别别计算计算RL和和RL3k 时的时的Q和

3、和Au、Ri 和和RO。解解:在空载和带负载情况下，在空载和带负载情况下，电路的静态电流、电路的静态电流、r rbebe均相等，均相等，它们分别为：它们分别为：习题解答 2-4-7空载时，静态管压降空载时，静态管压降UCEQ、电压放大倍数、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为：输入电阻和输出电阻分别为：2-4-8RL3k 时时,UCEQ 、电压放大倍数、输入电阻、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为：和输出电阻分别为：2-4-9（2）若改用）若改用 200的的晶体管，晶体管，则静态工作点则静态工作点Q如何变化？如何变化？（3）若电容）若电容Ce开路，则将引开路，则将引起电路的哪些动态参数发

4、生变起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？化？如何变化？电路如图所示电路如图所示,晶体管的晶体管的 100,rbb=100。习题解答2-4-10解解:（1）静态分析：）静态分析：2-4-11动态分析：动态分析：2-4-122-4-13（2）若电容若电容Ce开路开路2-6-142.6 场效应管放大电路场效应管放大电路3 1 15一、一、场效应管分类场效应管分类结结型型场场效效应应管管场效应管场效应管3 1 16绝绝缘缘栅栅型型场场效效应应管管的的分分类类增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道P沟道沟道3 1 17二、结型场效应管的结构和工作原理二、结型场效应管的结构和工作原理

5、N沟道沟道漏极漏极D源极源极S栅栅极极G3 1 18P沟道沟道3 1 19工作原理工作原理 1.1.UDS0，iD0,UGS对导电沟道的对导电沟道的影响影响 沟道变窄，沟道变窄，当当 增大到一定值，增大到一定值，耗尽层闭合。耗尽层闭合。夹夹断电压断电压 3 1 202.UGS=0时，时，UDS对对iD的影响的影响 当当UDS0时，载时，载流子不会定向移动，流子不会定向移动，iD0；UDS0时时,UDS iD ,且电流通过且电流通过N区区导电沟道导电沟道；iD3 1 213.当当UDS、UGS同时加上：同时加上：iDUDS一定时，一定时，|UGS|使使iD减小；减小；UGS一定时一定时,UDS

6、(使使uGD uGS(off）时时)夹断区夹断区增长使增长使iD减小减小,同时又同时又使使DS两端的纵向电场两端的纵向电场增强使增强使 iD增大增大;两种作两种作用抵消，用抵消，iD保持不变保持不变。3 1 22综上所述综上所述:当当uGD 0时，时，iD0。当当UGS0时，但较时，但较小时，小时，iG0,形成形成耗耗尽层。尽层。UGS 形成反型形成反型层层iD产生产生产生导产生导电沟道，此时的电沟道，此时的UGS称为开启电压称为开启电压UGS(th)。耗尽层耗尽层导电沟道的形成导电沟道的形成反型层反型层iDiGSD3 1 25四、场效应管的符号及特性曲线四、场效应管的符号及特性曲线输出特性曲

7、线输出特性曲线转移特性曲线转移特性曲线符号符号类型类型P沟道沟道结型结型场效场效应管应管N沟道沟道结型结型场效场效应管应管3 1 26输出特性曲线输出特性曲线转移特性曲线转移特性曲线符号符号类型类型P沟道沟道增强型增强型绝缘栅绝缘栅型场效型场效应管应管N沟道沟道增强型增强型绝缘栅绝缘栅型场效型场效应管应管注意：注意：UGS(th)N 0 UGS(th)P UGS(th)N，MOS 管导通。管导通。PMOS 管为电压管为电压控制器件，当控制器件，当 uGS 0时所需加的时所需加的UGS值值增强型场效应管的参数。增强型场效应管的参数。3.饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS：耗尽型场效应管，当耗尽型场

8、效应管，当UGS=0时时,对对应的漏极电流。应的漏极电流。4.低频跨到低频跨到gm:gm数值的大小表示数值的大小表示uGS对对iD的控制作用的控制作用动态参数。动态参数。3 1 29 场效应管与晶体管在电路中的作用类似，在场效应管与晶体管在电路中的作用类似，在数字电路中作为开关元件，在模拟电路中起放大数字电路中作为开关元件，在模拟电路中起放大作用。但是作用。但是晶体管是电流控制元件，由晶体管是电流控制元件，由iB控制控制iC；场效应管是电压控制元件，由场效应管是电压控制元件，由uGS控制控制iD；实现能量的控制。实现能量的控制。六、场效应管与三极管的比较六、场效应管与三极管的比较2-6-30双

9、极型晶体管能量控制方式：双极型晶体管能量控制方式：iB控制控制iC。场效应管能量控制方式：场效应管能量控制方式：uGS控制控制iD。2-6-31g-bd-cs-e场效应管与三极管对比场效应管与三极管对比+-uGS*注意：注意：对于任何一种场效应管其栅极电流都为零。对于任何一种场效应管其栅极电流都为零。2-6-322.6.1 场效应管放大电路的三种接法场效应管放大电路的三种接法 晶体管有晶体管有e、b、c，对应有共，对应有共e、共、共b、共、共c电路；电路；场效应管有场效应管有s、g、d，则对应有共，则对应有共s、共、共g、共、共d 放放 大电路。大电路。其中共栅电路很少使用其中共栅电路很少使用

10、2-6-332.6.2 2.6.2 场效应管放大电路的静态分析：场效应管放大电路的静态分析：分析场管放大电路同样需要进行分析场管放大电路同样需要进行静态分静态分析和动态分析析和动态分析。为保证场效应管在电路中工。为保证场效应管在电路中工作在恒流区作在恒流区起放大作用，必有合适的静起放大作用，必有合适的静态工作点态工作点Q。下面根据具体电路分析：。下面根据具体电路分析：2-6-34DSG一、基本共源放大电路一、基本共源放大电路1、电路：、电路：T为增强型为增强型N沟道沟道MOS管，管，起电流放大作用。起电流放大作用。RD将将iD的变的变化转换成的化转换成的uDS变化。变化。VDD保证保证T工作工

11、作在线性区且提在线性区且提供电路的能量供电路的能量来源。来源。Rg提高提高Ri。VGG提供合提供合适的适的uGS。2-6-352、静态分析、静态分析DSG计算静态工作点：计算静态工作点：UGSQ IDQ UDSQ1）利用图解法）利用图解法（1）ui=0时时（2）画出场效应管的输）画出场效应管的输出特性曲线，并找到出特性曲线，并找到UGSQ=VGG对应的曲线对应的曲线2-6-36DSG（3）根据电路的输出回路）根据电路的输出回路画输出回路负载线，画输出回路负载线，与与UGSQ=VGG对应的曲对应的曲线的交点即为线的交点即为Q。2-6-372）利用公式法估算）利用公式法估算Q:DSG（2）NMOS

12、T电流方程为：电流方程为：IDO为为uGS=2UGS（th）时的时的iD。得到静态工作点：得到静态工作点：UGSQ IDQ UDSQ2-6-38二、自给偏压电路二、自给偏压电路/P117118(仅适用于耗尽型场效应管）仅适用于耗尽型场效应管）2-6-39三、分压式偏置电路三、分压式偏置电路1）电路）电路Rg1、Rg2分压来设置合分压来设置合适的偏压适的偏压uGS 又称为又称为分压分压式偏置电路式偏置电路2）静态分析：）静态分析：ui=0时，时，IG=0 Ig3=0,Rg1、Rg2相当于串联。相当于串联。2-6-40确定确定Q。2-6-41注意：注意：Rg3可取可取几几M,以增加以增加输入电阻。

13、输入电阻。分压式偏置电路适用于各分压式偏置电路适用于各种场效应管种场效应管,可以利用可以利用Rg1、Rg2的分压调整合适的的分压调整合适的UGS,保证各保证各种类型的场效应管的正常种类型的场效应管的正常工作。工作。2-6-422.6.3 场效应管放大电路的动态分析场效应管放大电路的动态分析一、一、场效应管的低频小信号简化等效模型场效应管的低频小信号简化等效模型分析场管放大电路同样需要进行静态分析和动态分析。分析场管放大电路同样需要进行静态分析和动态分析。场效应管场效应管输入端用一电压源等效，输入端用一电压源等效，输出端用一受控恒流源等效。输出端用一受控恒流源等效。其中：其中：Ugs 为栅源极电

14、压，为栅源极电压，gm 为低频跨导，与场效为低频跨导，与场效应管的构成有关。应管的构成有关。2-6-43通常场效应管物理量的估算：通常场效应管物理量的估算：2-6-44二、基本共源放大电路动态分析二、基本共源放大电路动态分析1、画出交流等效电路、画出交流等效电路DSG2-6-45 共源放大电路与共射放大电路类似，共源放大电路与共射放大电路类似，具有一定的电压放大能力，且输出电压和具有一定的电压放大能力，且输出电压和输入电压反相，只是共源放大电路的输入输入电压反相，只是共源放大电路的输入电阻比共射放大电路大得多。电阻比共射放大电路大得多。2、计算动态参数：、计算动态参数：2-6-461、静态分析

15、、静态分析IG=0三、分压式偏置电路三、分压式偏置电路2-6-472、动态分析、动态分析微变等效电路微变等效电路sgRg2Rg1Rg3RLdRLRD2-6-48sgRg2Rg1Rg3RLdRLRDRO=RD2-6-49四、四、基本共漏放大电路基本共漏放大电路1、静态分析、静态分析(UGSQ;IDQ;UDSQ)2-6-50Id2、动态分析、动态分析2-6-512-6-522.7.4 场效应管放大电路的特点场效应管放大电路的特点1 1、场效应管与晶体管相比，最突出的优点是可以组、场效应管与晶体管相比，最突出的优点是可以组成成高输入电阻高输入电阻的放大电路。此外，它还有噪声低、的放大电路。此外，它还

16、有噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强、便于集成化等优点，温度稳定性好、抗辐射能力强、便于集成化等优点，因此被广泛应用于各种电子电路中。因此被广泛应用于各种电子电路中。2 2、场效应管的放大能力比晶体管差。、场效应管的放大能力比晶体管差。2-6-53解解（1）求求Q点点：根据电路图可知，：根据电路图可知，UGSQVGG3V。例例题题：已已知知如如图图所所示示电电路路中中场场效效应应管管的的转转移移特特性性如如图图（b）所示。求解电路的）所示。求解电路的Q点和点和 Au。从转移特性查得：当从转移特性查得：当UGSQ3V时时 漏极电流漏极电流 IDQ1mA 因此管压降因此管压降 UDSQVDDIDQ

17、RD5V 2-6-54解解（2）求电压放大倍数求电压放大倍数：IDOUGS(th)2-6-55内容总结：内容总结：（理解）（理解）1、场效应管的类型及工作特点；、场效应管的类型及工作特点；2、场效应管放大电路的静态分析；、场效应管放大电路的静态分析；3、场效应管放大电路的动态分析。、场效应管放大电路的动态分析。习题：习题：P143 2-162-6-561、复合管的组成：由多个晶体管构成一个复合的、复合管的组成：由多个晶体管构成一个复合的 晶晶体管，体管，复合管的类型取决于复合管的类型取决于T1晶体管基本放大电路的派生电路晶体管基本放大电路的派生电路2-6-57因为因为:所以可以有所以可以有:2

18、、复合管的电流放大系数、复合管的电流放大系数ic1ic2ic2-6-583、复合管的组成原则：、复合管的组成原则：（1）在正确的外加电压下每只管子的各极电流）在正确的外加电压下每只管子的各极电流均有合适的通路，且均工作在放大区；均有合适的通路，且均工作在放大区；（2）将第一只管的集电极或发射极电流作为第）将第一只管的集电极或发射极电流作为第二只管子的基极电流，实现电流放大。二只管子的基极电流，实现电流放大。2-6-59内容总结：内容总结：（了解）（了解）1、场效应管放大电路的类型；、场效应管放大电路的类型；2、场效应管放大电路的静态分析；、场效应管放大电路的静态分析；3、场效应管放大电路的动态

19、分析。、场效应管放大电路的动态分析。习题：习题：P143 2-162-4-60 在如在如图图所示所示电电路中，路中，设设静静态时态时ICQ2mA，晶体管，晶体管饱饱和和管管压压降降UCES。试问试问：当：当负载电负载电阻阻RL和和RL3k时时电电路的最大不失真路的最大不失真输输出出电压电压各各为为多少伏？多少伏？RL3k时时，当，当输输入信号增大到一定幅入信号增大到一定幅值值，电电路路首先出首先出现现截止失真。故截止失真。故 解：由于解：由于ICQ2mA，所以所以UCEQVCCICQRc6V。当当负载电负载电阻阻RL空空载时载时，输输入入信号增大到一定幅信号增大到一定幅值值，电电路首先路首先出出现饱现饱和失真。故和失真。故2-4-61ICQRC2mA6V12V