場效應(yīng)管及其放大電路例題解析

1、第3章場效應(yīng)管及其放大電路例題解析例3.1試將場效應(yīng)管柵極和漏極電壓對電流的控制機理，與雙極型晶體管基極和集電極電壓對電流的控制機理作一比較。圖3.1圖3.2場效應(yīng)管柵極電壓是通過改變場效應(yīng)管導電溝道的幾何尺寸來控制電流。漏極電壓則改變導電溝道幾何尺寸和加速載流子運動。雙極型三極管基極電壓是通過改變發(fā)射結(jié)勢壘高度來控制電流，集電極電壓(在放大區(qū))是通過改變基區(qū)寬度，從而改變基區(qū)少子密度梯度來控制電流。例3.2N溝道JFET的轉(zhuǎn)移特性如圖3.1所示。試確定其飽和漏電流Idss和夾斷電壓Vp。解由圖3.1可至知，此JFET的飽和漏電流Idssq4mA,夾斷電壓Vp-4V。例3.3N溝道JFET的輸

2、出特性如圖3.2所示。漏源電壓的Vds=15V,試確定其飽和漏電流Idss和夾斷電壓Vp。并計算Vgs=-2V時的跨導gm。解由圖3.2可得：飽和漏電流Idssq4mA,夾斷電壓Vp-4V,Vgs=-2V時，用作2614圖法求得跨導近似為：gm1.2ms1(2)例3.4在圖3.3所示的放大電路中，已知Vdd=20V,Rd=10kQ,Rs=10kQ,Ri=200kQ,R2=51kQ,Rg=1MQ,并將其輸出端接一負載電阻Rl=10kQ。所用的場效應(yīng)管為N溝道耗盡型，其參數(shù)Idss=0.9mA,Vp=4V,gm=1.5mA/V。試求：(1)靜態(tài)值；(2)電壓放大倍數(shù)。解(1)畫出其微變等效電路，如

3、圖3.4所示。其中考慮到ws很大，可認為cs開路，由電路圖可知，Vg上R1R2Vdd5110320V4V(20051)103并可列出VgsVgRsId410103Id在VpVVgsRd，試用微變等效電路法求：(1)電壓放大倍數(shù)AV1和aV2輸入電阻Ri和輸出電阻Ro1及Ro2。解(1)用估算法計算Q點。由圖3.5(a)所示電路的直流通路可列方程VGSiD(Rs1Rs2)iD(0.50.5)V(iD1)VVGSVGSiD1DSS131mAVp3聯(lián)立求解得vgs11.15ViD1.15mAVGS27.85V舍去故vDSVDDiD(RdRs1Rs2)201.15(120.50.5)V5.05V所以I

4、dq=Id=1.15mA,Vgsq=vgs1=-1.15V,Vdsq=5.05V(2)作微變等效電路如圖3.5(b)所示，圖中g(shù)m由下式求出：2vgsiD1DSS1.(b)(c)圖3.5故gm虹1VGS箜1圣mA1.23msdvGSVPVP33V(3)求Avi，和Av2。由微變等效電路得：Vo1gmVgsRdVo2gmVgsRs1ViVgsgmVgsRs1故aVo1gmVgsRd1.23121291V1.ViVgsgmVgsRs111.230.5Vo2gmVgsRs11.230.5A,c0.38V2ViVgsgmVgsRs111.230.5求Ri、Roi、Ro2。由微變等效電路得RiRg1M為

5、了求得RoiRd12kR2,作出圖3.5(c)所示等效電路，由電路得:gmVgsVgsVRsigmV所以Ro2V1gmIRsi11.23mS0.5k0.31k計算表明，F(xiàn)ET放大電路的輸入電阻很大，放大倍數(shù)較小。源極輸出器的輸出電阻比共源電路小得多，但比射極輸出器大得多。例3.6兩級放大電路如圖3.6所小，T1管的gm,T2管的rbe和6已知。(1) 畫出電路的微變等效電路；求：Ri,Ro和Av=V。/Vi解(1)圖3.6所示兩級放大電路的微變等效電路如圖3.7所示。(2)求Ri,Ro和AvRi=RgRoRe/遍尺1將第二級視作第一級的負載,1辰Rb/RsRe/gm有:Vo1gm(Rs/Ri2)Ri2Rb/rbe(1)(Re/Rl)gm(Rs/Rb/rbe(1)(Re/RL)Vi1gm(Rs/R2)1gm(Rs/Rb/rbe(1)(Re/R)AVo(1)(Re/RL)Av2Volrbel(1)