场效应FET放大电路

第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路1自给偏置就是通过场效应管本身的源极电流来产生栅极所需的偏置电压。当源极电流流过Rs时将产生压降，而栅极虽然通过电阻Rg接地，由于栅极电流几乎为零，栅极对地电位UG近似为零。即0sSSGGSRIUUU图2—41源自给偏置放大电路及其直流通路第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路2(1)估算法根据直流通路的画法：①电容视为开路；②电感视为短路(若有直流电阻，则保留其直流电阻)；②信号源短路，但保留其内阻。图2—41(a)所示电路的直流通路如图2—41(b)所示。由此列输入回路电压方程：sDQsSQSQGQGSQRIRIUUUJFET(或耗尽型FET)的电流方程：2)()1(offGSGSQDSSDQUUII联解两式并舍去不合理的一组解，可求得UGSQ和IDQ。第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路3列输出回路电压方程：DSQsdDQDDURRIU)()(sdDQDDDSQRRIUU求得：(2)图解法静态分析首先列输出直流负载线方程：)(sdDQDDDSQRRIVU其次，列输入直流负载线方程：UGS=-IDRs第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路4在图2—42(a)和(b)图上读出Q点的值(UGSQ、IDQ和UDSQ)即为所求参数。图2—42共源自给偏置放大电路静态图解第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路52.7.3分压式自偏压共源极放大电路增强型FET分压式偏置电路如图2—43(a)所示。该电路利用电阻对电源UDD进行分压，从而给栅极提供固定的偏置电压：DDgggAGURRRUU211源极对地的电压和自偏置时一样，可用下式表示：sSSRIU因此栅源极间偏置电压由上述两部分所构成：sSDDgggSGGSRIURRRUUU2111.静态分析第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路6图2—43共源分压式偏置放大电路及直流通路(1)估算法首先画出直流通路如图2—43(b)所示。第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路7DDgggAGQURRRUU211sDQSQRIU和得：sDQDDgggGSQRIURRRU211增强型JFET的电流方程：2)(1thGSGSQDODQUUII联解上面两式并舍去不合理的一组解，可求得UGSQ和IDQ列输出回路电压方程：DSQsdDQDDURRIU)(求得：)(sdDQDDDSQRRIUU由输入回路电压方程：第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路8(2)图解法首先利用前述相同方法作出动态转移特性曲线如图2—44所示，然后输入回路的直流负载线，它与横越轴交于，纵轴交于，斜率为。显然，动态转移特性曲线与负载线的交点Q即为该电路的静态工作点。DDgggURRR211sggDDgRRRUR)(211sR1图2—44共源分压式偏置放大电路转移特性第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路92.动态分析-微变等效电路分析法如果输入信号较小，场效应管工作在线性放大区，也就是场效应管的饱和区，那么和分析三极管放大电路一样，也可以采用微变等效电路分析法，此时，我们首先要知道的就是场效应管的微变等效模型如图2—45。gm为场效应管的跨导，也就是受控源的系数为：)1(2)()(offGSGSoffGSDSSGSDmUUUIuig2—45场效应管的微变等效模型（1）场效应管的微变等效电路第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路10（2）分压式自偏压放大电路的微变等效电路（3）动态指标1）电压放大倍数LmGSLGSmGSLDiOuRgURUgURIUU第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路112）输入电阻2121gggggiRRRRRR3）输出电阻场效应管共源放大电路的输出电阻，与共射放大电路相似，求取方法也相同，其大小由漏极电阻Rd决定，即Ro≈Rd第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路122.7.4共漏极放大电路共漏组态基本放大电路如图2—46(a)所示，其直流工作状态和动态分析如下：图2—46共漏放大电路及直流通路第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路(1)静态分析将图2—46(a)所示共漏基本放大电路的直流通路画出，如图2—46(b)所示，于是有:)(212gggDDGRRRUURIUUUUDQGSGGSQ2)(]1[offGSGSQDSSDQUUIIRIUUDQDDDSQ由此可以解出UGSQ，IDQ和UDSQ。第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路14(2)动态分析画出图2—46(a)所示共漏基本放大电路的微变等效电路，如图2—47(a)所示图2—47微变等效电路及求输出电阻的等效电路第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路151)求电压放大倍数11)////()////(''LmLmLdsgsmgsLdsgsmiouRgRgRRrUgURRrUgUUALLdsLRRRRrR//////'式中2)求输入电阻)//(21gggiRRRr第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路163)求输出电阻计算输出电阻的原则与其他组态相同，将图2—47(a)改回为图2—47(b)：gsoUUmdsogsmdsoogrRUUgrRUI1//////mmmdsdsmdsooogRRgRgrRrRgrRIUr1//1)//(1//1////第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路17*共栅组态基本放大电路共栅放大电路如图2—48(a)所示，其微变等效电路如图2—48(b)所示图2—48共栅组态放大电路及微变等效电路第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路18(1)静态分析与共源组态放大电路图相同，此略。(2)动态分析1)求电压放大倍数')//()//(LmLdmgsLdgsmiouRgRRgURRUgUUA2)求输入电阻mmgsmgsgsiiigRgRUgRUUIUr1//113)求输出电阻doRr第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路19结论场效应管与晶体管相比，最大的特点是组成的放大电路输入电阻很高。在需要高输入电阻的场合常常采用场效应管放大电路作输入级。然而由于栅源间存在等效电容，而且电容值很小，只有几皮法到十几皮法，同时由于栅源电阻很大，若有感应电荷将不易泄放，因而形成高压(Q＝CU)将栅源间的绝缘击穿。所以在使用时要注意保护。现在很多场效应管已在栅源间并联了一个二极管起限幅作用，则使用起来就安全多了。第2章三极管及其放大电路2.7场效应晶体管放大电路20