26場效應管放大電路ppt課件

1、一、場效應放大電路的三種根本組態(tài)一、場效應放大電路的三種根本組態(tài)二、場效應管放大電路的靜態(tài)偏置及靜態(tài)分析二、場效應管放大電路的靜態(tài)偏置及靜態(tài)分析三、共源場效應管放大電路的動態(tài)分析三、共源場效應管放大電路的動態(tài)分析場效應管經(jīng)過柵源電壓控制漏極電流，因此和場效應管經(jīng)過柵源電壓控制漏極電流，因此和BJT一樣可一樣可以實現(xiàn)能量的控制，構(gòu)成放大電路。由于柵源之間的電阻以實現(xiàn)能量的控制，構(gòu)成放大電路。由于柵源之間的電阻可到達可到達1071012，所以常作為高輸入阻抗放大器的輸入級。，所以常作為高輸入阻抗放大器的輸入級。四、共漏放大器源極輸出器的動態(tài)分析四、共漏放大器源極輸出器的動態(tài)分析一、場效應放大電路的

2、三種根本組態(tài)一、場效應放大電路的三種根本組態(tài) FET的源極、漏極、柵極分別對應的源極、漏極、柵極分別對應BJT的發(fā)射極、集電的發(fā)射極、集電極和基極，因此極和基極，因此FET在組成放大電路時也有三種接法，即共在組成放大電路時也有三種接法，即共源放大電路、共漏放大電路和共柵放大電路。源放大電路、共漏放大電路和共柵放大電路。RdRLuo+ +- -gdsugs+ +- -RSRLuo+ +- -g sdugs+ +- -RdRLuo+ +- -gs dugs+ +- -共源放大電路共源放大電路共漏放大電路共漏放大電路共柵放大電路共柵放大電路 由于共柵放大電路很少適用，因此重點引見共源放大由于共柵放大

3、電路很少適用，因此重點引見共源放大電路和共漏放大電路。電路和共漏放大電路。二、場效應管放大電路的靜態(tài)偏置及靜態(tài)分析二、場效應管放大電路的靜態(tài)偏置及靜態(tài)分析 自偏壓電路自偏壓電路C1C2RDRLCSRGRSED+ +ui- -+ +uO- - 和和BJT放大電路一樣，場效應管放大電路的組成原那么放大電路一樣，場效應管放大電路的組成原那么是類似的。要求是類似的。要求FET必需求有適宜的靜態(tài)偏置必需求有適宜的靜態(tài)偏置Q點，保點，保證在信號的整個周期內(nèi)證在信號的整個周期內(nèi)FET一直任務在恒流區(qū)飽和區(qū)、線一直任務在恒流區(qū)飽和區(qū)、線性區(qū)，這樣電路才干實現(xiàn)放大控制造用。性區(qū)，這樣電路才干實現(xiàn)放大控制造用。

4、常用的偏置電路方式有：自偏壓電路和分壓式自偏壓電路常用的偏置電路方式有：自偏壓電路和分壓式自偏壓電路uiEDuORSRD2M分壓式自偏壓電路分壓式自偏壓電路C1C2RDRLCS RGRSED 1 1自偏壓電路及分析自偏壓電路及分析IG：柵極不取電流。柵極不取電流。IG=0；UG=0；SSGSRIU SDRI 直流通道直流通道+ +UGS- -IGISID+ +UDS- -+ +ui- -+ +uO- -QUGS, ID, UDS電路靠源極電阻上的電壓為柵電路靠源極電阻上的電壓為柵源兩極間提供一個負偏壓，源兩極間提供一個負偏壓，故稱為自給偏壓電路。故稱為自給偏壓電路。* *可以不要可以不要RGR

5、G嗎？嗎？* *RGRG的取值是恣意的嗎？的取值是恣意的嗎？RG:提供柵源間的直流通路，提供柵源間的直流通路，泄放柵極感生電荷。泄放柵極感生電荷。不行不行不是不是電路的輸入電阻電路的輸入電阻RG，因此，因此RG取值應該比較大，否那么就失去取值應該比較大，否那么就失去場效應放大電路輸入阻抗高的優(yōu)場效應放大電路輸入阻抗高的優(yōu)點。點。C1C2RDRLCS RGRSED 1 1自偏壓電路及分析自偏壓電路及分析IG：柵極不取電流。柵極不取電流。IG=0；UG=0；SSGSRIU SDRI 2)()1 (offGSGSDSSDUUII )(SDDDDSRRIEU 此電路的此電路的UGS 與與UDS極性必然

6、相反，極性必然相反，直流通道直流通道所以只適用于所以只適用于JFET+ +UGS- -IGISID+ +UDS- -+ +ui- -+ +uO- -解方程組可求出解方程組可求出UGS和和ID。及耗盡型及耗盡型MOSFET，不能用于加強型，不能用于加強型MOSFET。留意：方程有兩個解，但只需一個是合理的，另一個要剔除。留意：方程有兩個解，但只需一個是合理的，另一個要剔除。QUGS, ID, UDSuiEDuORSRD2MSGGSUUU DGGGGERRRU212 2 2分壓式自偏壓電路及其分析分壓式自偏壓電路及其分析;SDSRIU 柵源電壓由柵極偏置電阻分壓柵源電壓由柵極偏置電阻分壓以及源極電

7、阻的自偏壓共同確定，以及源極電阻的自偏壓共同確定，稱為分壓式自偏壓電路。稱為分壓式自偏壓電路。柵源電壓可根據(jù)需求取正值、柵源電壓可根據(jù)需求取正值、取負值或為零，適宜于一切的取負值或為零，適宜于一切的FET放大電路。放大電路。減小分壓電阻對輸入電阻的影響，減小分壓電阻對輸入電阻的影響，保證保證“輸入電阻高的特性。輸入電阻高的特性。uiEDuORSRD2MmAIDSS5 . 0 VUoffGS1)( 設(shè)：設(shè)：SDGGSRIUU 1847200047 GUV4 . 0 DI24 . 0 2)124 . 01 ( 5 . 0 DDII2)24 . 1(5 . 0DDII 049. 09 . 12 DD

8、IImAID31. 01 mAID59. 12 DSSI (舍去舍去)2)()1 (offGSGSDSSDUUII VUGS22. 031. 024 . 0 )(SDDDDSRRIEU )230(31. 018 V1 . 8 兩者中使溝道全夾兩者中使溝道全夾斷的斷的ID是不合理的是不合理的3小結(jié)小結(jié)FET放大電路靜態(tài)分析的普通步驟：放大電路靜態(tài)分析的普通步驟：利用柵極不取電流利用柵極不取電流 IG=0的特點，先求柵極的電位的特點，先求柵極的電位UG。利用利用ID= ISID= IS，求源極的電位，求源極的電位US.US.)(DSGGSIfUUU 將將UGSUGS代入代入FETFET的轉(zhuǎn)移特性曲

9、線方程，解方程求的轉(zhuǎn)移特性曲線方程，解方程求IDID、 UGS UGS。計算計算 UDS UDS。2)()1(offGSGSDSSDUUII 2)()1( thGSGSDODUuII留意要去掉增根，方法如下：留意要去掉增根，方法如下：JFET加強型加強型MOSFET將得出的兩個將得出的兩個ID值分別代入值分別代入UGS表達式中求表達式中求UGS，其中，其中使溝道全夾斷的使溝道全夾斷的UGS是不合理的，應該剔除。是不合理的，應該剔除。求出柵源電壓的表達式：求出柵源電壓的表達式：FET放大電路的動態(tài)分析方法放大電路的動態(tài)分析方法-微變等效電路法微變等效電路法假設(shè)研討的對象是交流量，且信號的變化范圍

10、較小，假設(shè)研討的對象是交流量，且信號的變化范圍較小，那么可以將放大電路中的那么可以將放大電路中的FET用其小信號等效模型替代，用其小信號等效模型替代，將電道路性化，然后用線性電路實際解題。將電道路性化，然后用線性電路實際解題。FET的低頻小信號模型：的低頻小信號模型：- -uds+ +ugs gmugs- -+ +rds GDidS漏極輸出電阻，漏極輸出電阻，很大，?？珊雎院艽?，常可忽略QGSDmdudig 低頻跨導：低頻跨導：uSEDuORSRD+ +- -RLRS2MGDS交流通道交流通道Rg1Rg2Rg3RSuSRLRD微變等效電路微變等效電路gmugsrds+ +- -ugs三、三、

11、共源放大電路的動態(tài)分析共源放大電路的動態(tài)分析1. 1. 電路構(gòu)造和微變等效電路電路構(gòu)造和微變等效電路 1電壓增益：電壓增益： iOuuuA/ gsdsDLgsmuurRRugA)/( dsLmrRg/ LmRg uO+ +- -+ +- -uigmugsrdsGDSRg1Rg2Rg3RSuSRLRD+ +- -ugs2 2、估算動態(tài)目的：、估算動態(tài)目的：2電流增益：電流增益： uLGGiLOiOiARRRuRuiiA /iiiO提高電壓增益最有效提高電壓增益最有效的方法是增大漏極靜的方法是增大漏極靜態(tài)電流以增大態(tài)電流以增大gm1 * *與共射放大電路類似，共源放與共射放大電路類似，共源放大電路

12、同時具有電壓放大和電大電路同時具有電壓放大和電流放大作用，輸出電壓與輸入流放大作用，輸出電壓與輸入電壓相位相反。電壓相位相反。gmugsrdsGDSRg1Rg2Rg3RSuSRLRD+ +- -ugsii3輸入電阻輸入電阻 ： iiiiuR/ GR 213/gggRRR iOuO+ +- -4輸出電阻：輸出電阻： LSRuOOOiuR0dsDrR / DR + +- -ui+ +- -ugsiR2電流增益：電流增益： 1電壓增益：電壓增益： iOuuuA/ gsdsDLgsmuurRRugA)/( dsLmrRg/ LmRg 2 2、估算動態(tài)目的：、估算動態(tài)目的：uLGGiLOiOiARRRu

13、RuiiA /1 取值較大取值較大OR 四、共漏放大器源極輸出器的動態(tài)分析EDuiuOuS1. 1. 電路構(gòu)造和微變等效電路電路構(gòu)造和微變等效電路 交流通道交流通道GSDgmugsrdsRg1Rg2Rg3RSuS RL R+ +- -ugs2. 2. 估算動態(tài)目的估算動態(tài)目的 1電壓增益電壓增益 uO+ +- -ui+ +- -iOuuuA OgsOuuu )/(dsLgsmOrRRugu )/()/(dsLgsmgsdsLgsmurRRugurRRugA )/(1)/(dsLmdsLmrRgrRg LmLmuRgRgA 1當當rds可忽略不計時，可忽略不計時，1 GSDgmugsrdsRg1

14、Rg2Rg3RSuSRL Rugs+ +- -無電壓放大作用無電壓放大作用 2電流增益：電流增益： iOiiiA 有電流放有電流放大作用大作用 iiiO1 uLGGiLOARRRuRu /GSDgmugsrdsRg1Rg2Rg3RSuSRL Rugs+ +- -4輸出電阻輸出電阻 LSRuOOOiuR0Ogsuu OmdsOugrRu /OOOiuR gsmdsOOugrRui /mdsgrR )/(11dsmrRg/1 輸出電阻較小，輸出電壓穩(wěn)定。輸出電阻較小，輸出電壓穩(wěn)定。uO+ +- -iOOmdsugrR)/1( 0Rgm/1 3輸入電阻輸入電阻 213/gggiRRRR iROR 小

15、結(jié)小結(jié)FET放大電路動態(tài)分析的普通步驟：放大電路動態(tài)分析的普通步驟：1、畫直流通路，估算靜態(tài)任務點、畫直流通路，估算靜態(tài)任務點UGSQ, IDQ, UDSQ2、假設(shè)、假設(shè)gm未知，那么需計算未知，那么需計算FET在在Q點的點的gm3 3、將交流通路中的、將交流通路中的FETFET以小信號模型替代，畫出放大以小信號模型替代，畫出放大 電路的微變等效電路。電路的微變等效電路。QGSDmdudig 4 4、估算放大電路的動態(tài)目的：、估算放大電路的動態(tài)目的： Au Au、 Ri Ri、RoRo等。等。DSSDQmooffGSGSQoffGSDSSIIgUUUI )1 (2)()(JFET)DQDOth

16、GSthGSGSQthGSIIUUUU)()()(2) 1(2 (加強型加強型MOSFET)例題例題mAIDSS2 VUoffGS5)( 求電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)求電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)rds可以忽略可以忽略解：解：SDDgggGSRIERRRU 212DI5208928 DI56 . 1 2)()1 (offGSGSDSSDUUII 2)556 . 11(2 DDII2)32. 01(2DDII mAID72. 0 mAID42. 2 舍去舍去EDuORSRD+ +- -1Mui92 81020 5+ +- -解方程得：解方程得：GSIDVUGS272. 056 . 1

17、)1 (2)()(offGSGSoffGSDSSmUUUIg )521 (522 mS48. 0 例題例題mAIDSS2 VUoffGS5)( 求電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)求電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)rds可以忽略可以忽略EDuORSRD+ +- -1Mui92 81020 5+ +- -mSgm48. 0 gmugsGD SRg1 Rg2Rg3RDRS+ +- -ugs+ +- -ui+ +- -uo例題例題求電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)求電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。設(shè)rds可以忽略可以忽略mSgm48. 0 gmugsGD SRg1 Rg2Rg3RDRS+ +- -ugs

18、+ +- -uiiOuuuA SmDmuRgRgA 1SgsmgsRugu DgsmRug 41. 1 213/gggiRRRR MRRgi13 iO LsRuooOiuR0 kRD10 + +- -uoiROR 五、 各種根本放大電路的性能比較BJTFETCECSCCCDCBCGbeLC/ )/(rRRAu )/)(1()/()1(LebeLeRRrRRAu beLC/ )/(rRRAu )/(LDmRRgAu )/(1)/(LmLmRRgRRgAu )/(LDmRRgAu beb/ rRRi )/)(1 (/LebebRRrRRi )1/(/bee rRRi)/(g2g1g3RRRRi )/1/(mgRRi )/(g2g1g3RRRRi CRRO 1)/(/bebserRRRROCRRO DRRO )/1/(mgRRO DRRO 反相反相電壓電壓放大放大電壓電壓跟隨跟隨電流電流跟隨跟隨功率增益大，輸入、輸出電功率增益大，輸入、輸出電阻都較大，常用在多級放大阻都較大，常用在多級放大電路的中間級，承當電壓放電路的中間級，承當電壓放大義務。大義務。電壓跟隨，輸入電阻高、輸電壓跟隨，輸