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当前位置:首页 > 电子/通信 > 综合/其它 > 模拟电子技术基础(第四版)课件2.6 场效应管放大电路
2.6场效应管放大电路场效应管是电压控制电流元件,具有高输入阻抗。2.6.1场效应管放大电路的三种接法(以N沟道结型场效应管为例)图2.6.1场效应管放大电路的三种接法(a)共源电路(b)共漏电路(c)共栅电路2.6.2场效应管放大电路的静态工作点的设置方法图2.6.2基本共源放大电路VDD+uOiDT~+uIVGGRGSDGRD与双极型三极管对应关系bG,eS,cD为了使场效应管工作在恒流区实现放大作用,应满足:)()(thGSGSDSthGSGSUuuUuN沟道增强型MOS场效应管组成的放大电路。(UGS(th):开启电压)一、基本共源放大电路静态分析--UGSQ、IDQUDSQVDD+uOiDT~+uIVGGRGSDGRD图2.6.2基本共源放大电路两种方法近似估算法图解法(一)近似估算法MOS管栅极电流为零,当uI=0时UGSQ=VGG而iD与uGS之间近似满足2thGSGSDOD)1()(UuIi(当uGSUGS(th))式中IDO为uGS=2UGS(th)时的值。2thGSGSQDODQ)1()(UUIIDDQDDDSQRIVU则静态漏极电流为(二)图解法图2.6.3图解法求基本共源放大电路的静态工作点VDDDDDRVIDQUDSQQ利用式uDS=VDDiDRD画出直流负载线。图中IDQ、UDSQ即为静态值。Q点:UGSQIDQUDSQUGSQ=2offGSGSQDSSDQ)1()(UUIIUDSQ=已知UGS(off)VDD-IDQ(Rd+R)--IDQR可解出Q点的UGSQ、IDQ、UDSQ如知道FET的特性曲线,也可采用图解法。二、自给偏压电路图2.6.4(a)JFET自给偏压共源放大电路耗尽型MOS管自给偏压共源电路的分析方法相同。IDQ三、分压式偏置电路分压式偏置电路+T+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++iUoU(一)Q点近似估算法根据输入回路列方程2GS(th)GSQDODQSDQDD211GSQ)1(UUIIRIVRRRU解联立方程求出UGSQ和IDQ。列输出回路方程求UDSQUDSQ=VDD–IDQ(RD+RS)将IDQ代入,求出UDSQ+T+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++iUoU图2.6.5分压式偏置电路(二)图解法由式SDDD211SDGQGSRiVRRRRiUu可做出一条直线,另外,iD与uGS之间满足转移特性曲线的规律,二者之间交点为静态工作点,确定UGSQ,IDQ。SDDDRRV根据漏极回路方程在漏极特性曲线上做直流负载线,与uGS=UGSQ的交点确定Q,由Q确定UDSQ和IDQ值。UDSQuDS=VDD–iD(RD+RS)3uDS/ViD/mA012152V105uGS4.5V4V3.5VUGSQ3VVDDQIDQuGS/ViD/mAO24612QIDQUGSQSGQRUUGQ2.6.3场效应管放大电路的动态分析),(DSGSDuufiiD的全微分为DSDSDGSGSDDdddGSDSuuiuuiiUU上式中定义:DSGSDmUuigGSDSDSD1Uuir——场效应管的跨导(毫西门子mS)。——场效应管漏源之间等效电阻。一、场效应管的低频小信号等效模型如果输入正弦信号,则可用相量代替上式中的变量。成为:dSDSgsmd1UrUgI根据上式做等效电路如图所示。图2.6.6MOS管的低频小信号等效模型由于没有栅极电流,所以栅源是悬空的。是一个受控源。gsmUg++——gsUgsmUgdsUdIDSrgdSsgd微变参数gm和rDS(1)根据定义通过在特性曲线上作图方法中求得。(2)用求导的方法计算gmDDOGS(th)GS(th)GSGS(th)DOGSDm2)1(2ddiIUUuUIuig在Q点附近,可用IDQ表示上式中iD,则DQDOGS(th)m2IIUg一般gm约为0.1至20mS。rDS为几百千欧的数量级。当RD比rDS小得多时,可认为等效电路的rDS开路。二、基本共源放大电路的动态分析VDD+uOiDT~+uIVGGRGSDGRD基本共源放大电路的等效电路将rDS开路gsiUU而DgsmDdoRUgRIU所以DmioRgUUAu输出电阻Ro=RDMOS管输入电阻高达109。D++gsUgsmUgoUdIDRGSRG+iU1.基本共源放大电路动态分析2.分压式偏置电路的动态分析等效电路如图所示由图可知DgsmDdoRUgRIULDD//RRR电压放大倍数DmioRgUUAu输入、输出电阻分别为)//(21GiRRRR分压式偏置电路等效电路—D++—gsUgSmUgoUDRGSdIiULR+—GR1R2RDoRR+T+RGSDGRDR2VDD+RLRSR1C1CSC2+++iUoU三、基本共漏放大电路——源极输出器或源极跟随器图2.6.9基本共漏放大电路典型电路如右图所示。+VT+SDGR2VDD+RLRSR1C1C2++iUOURG1.静态分析分析方法与“分压-自偏压式共源电路”类似,可采用估算法和图解法。2.动态分析(1)电压放大倍数图2.6.10微变等效电路LsssgsmoRRRRUgU//gssmogsiURgUUU)1(而所以SmSmio1RgRgUUAu.111SmuuARgA时,,当可见,(2)输入电阻Ri=RG+(R1//R2)—D++gSUgsmUgoUSRGSiULR+—GR1R2R(3)输出电阻图2.6.11微变等效电路在电路中,外加,令,并使RL开路OU0iUgsmSooUgRUI因输入端短路,故ogsUU则omSomSoo)1(UgRUgRUI所以SmSmooo//111RgRgIUR实际工作中经常使用的是共源、共漏组态。oU—D++gSUgsmUgSRGS0iUGR1R2R~OI2.6.4场效应管放大电路的特点1.场效应管是电压控制元件;2.栅极几乎不取用电流,输入电阻非常高;3.一种极性的载流子导电,噪声小,受外界温度及辐射影响小;4.制造工艺简单,有利于大规模集成;5.存放管子应将栅源极短路,焊接时烙铁外壳应接地良好,防止漏电击穿管子;6.跨导较小,电压放大倍数一般比三极管低。
本文标题:模拟电子技术基础(第四版)课件2.6 场效应管放大电路
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