JFET管放大電路以及各種放大電路比較學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1JFET管放大電路以及各種放大電路比較管放大電路以及各種放大電路比較第一頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。5.3 結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理的特性曲線及參數(shù)的特性曲線及參數(shù) 放大電路的小信號(hào)模型分析法放大電路的小信號(hào)模型分析法 第1頁/共24頁第二頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 第2頁/共24頁第三頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。2. 工作原理工作原理 vGS對(duì)溝道的控制作用對(duì)溝道的控制作用當(dāng)當(dāng)vGS0， vDS=0時(shí)時(shí)（以（以N溝道溝道JFET為例）為例） 當(dāng)溝道夾斷時(shí)，對(duì)應(yīng)的柵源電壓當(dāng)溝道夾斷

2、時(shí)，對(duì)應(yīng)的柵源電壓vGS稱為稱為夾斷電壓夾斷電壓VP （ 或或VGS(off) ）。）。對(duì)于對(duì)于N溝道的溝道的JFET，VP 0。PN結(jié)反偏結(jié)反偏耗盡層加厚耗盡層加厚溝道變窄。溝道變窄。vGS繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄。溝道電阻增大。繼續(xù)減小，溝道繼續(xù)變窄。溝道電阻增大。vGS進(jìn)一步減小到進(jìn)一步減小到VP時(shí)，兩側(cè)耗盡層在中間合攏，溝道全部夾斷，溝道電阻趨于無窮大。時(shí)，兩側(cè)耗盡層在中間合攏，溝道全部夾斷，溝道電阻趨于無窮大。上述分析表明：改變上述分析表明：改變vGS的大小，可以的大小，可以有效控制溝道電阻的大小。若在漏源極間有效控制溝道電阻的大小。若在漏源極間加上固定的正向電壓加上固定的正向電壓vD

3、S ，則由漏極流向，則由漏極流向源極的電流源極的電流iD將受將受vGS的控制，的控制， vGS減小時(shí)減小時(shí) ，溝道電阻增大，溝道電阻增大， iD減小。減小。 vGS減小到減小到VP ， iD趨于零，管子截止。趨于零，管子截止。第3頁/共24頁第四頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。2. 工作原理工作原理（以（以N溝道溝道JFET為例）為例） vDS對(duì)溝道的控制作用對(duì)溝道的控制作用當(dāng)當(dāng)vGS=0時(shí)，時(shí)，vDS ID g、d間間PN結(jié)的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從上至下呈楔形分布。結(jié)的反向電壓增加，使靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，從上至下呈楔形分布。 當(dāng)當(dāng)vDS增加到使

4、增加到使vGD=VP 時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)夾斷。此時(shí)此時(shí)vDS 夾斷區(qū)延長夾斷區(qū)延長溝道電阻溝道電阻 ID基本不變基本不變第4頁/共24頁第五頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。2. 工作原理工作原理（以（以N溝道溝道JFET為例）為例） vGS和和vDS同時(shí)作用時(shí)同時(shí)作用時(shí)當(dāng)當(dāng)VP vGS0 時(shí)，導(dǎo)電溝道更容易夾斷，時(shí)，導(dǎo)電溝道更容易夾斷，對(duì)于同樣的對(duì)于同樣的vDS ， ID的值比的值比vGS=0時(shí)的值要小。時(shí)的值要小。在預(yù)夾斷處在預(yù)夾斷處vGD=vGS- -vDS =VP 第5頁/共24頁第六頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。綜上分析可知綜上分析可知 溝道中

5、只有一種類型的多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，溝道中只有一種類型的多數(shù)載流子參與導(dǎo)電， 所以場效應(yīng)管也稱為單極型三極管所以場效應(yīng)管也稱為單極型三極管。 JFETJFET是電壓控制電流器件，是電壓控制電流器件，i iD D受受vGSGS控制?？刂?。預(yù)夾斷前預(yù)夾斷前i iD D與與vDSDS呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷后，呈近似線性關(guān)系；預(yù)夾斷后， i iD D趨于飽和。趨于飽和。 JFET JFET柵極與溝道間的柵極與溝道間的PNPN結(jié)是反向偏置的，因結(jié)是反向偏置的，因 此此i iG G 0 0，輸入電阻很高。但比，輸入電阻很高。但比MOSFETMOSFET的輸入的輸入電阻低。電阻低。第6頁/共24頁第七頁，編輯

6、于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。的特性曲線及參數(shù)的特性曲線及參數(shù)const.DSDGS)( vvfi1. 輸出特性輸出特性 區(qū)為截止區(qū)（夾斷區(qū)）區(qū)為截止區(qū)（夾斷區(qū)）此時(shí)，此時(shí)，vGS VP0 ， iD 0。 區(qū)為可變電阻區(qū)（線性區(qū)）區(qū)為可變電阻區(qū)（線性區(qū)）此時(shí)，此時(shí)，VPvGS 0 ， vDSvGS VP 區(qū)為飽和區(qū)（放大區(qū)）區(qū)為飽和區(qū)（放大區(qū)）此時(shí)，此時(shí)，VPvGS VP21)(PGSDSSDVIiv )(2DSDSPGSnD 2 vvv VKi第7頁/共24頁第八頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。的特性曲線及參數(shù)的特性曲線及參數(shù)2. 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 const.GSDDS)( vvfi)0

7、()1(GSP2PGSDSSD vvVVIiDSS2PGSDSSD1IVIi )(v則則PPGSDSSVVVVIig)( 12DSGSDmv第8頁/共24頁第九頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。與與MOSFET類似類似3. 主要參數(shù)主要參數(shù)的特性曲線及參數(shù)的特性曲線及參數(shù)第9頁/共24頁第十頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。 )()()()()()(0P0N00P00N00P00NDSGSDSGSDSGSDSGSDSGSDSGS極性任意，溝道極性任意，溝道耗盡型，溝道，溝道增強(qiáng)型絕緣柵型，溝道，溝道結(jié)型場效應(yīng)管vvvvvvvvvvvvvGS=0可工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？可工作在恒流

8、區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？ vGS0才工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？才工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？ vGS0才工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？才工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有哪幾種？ 第10頁/共24頁第十一頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。 第11頁/共24頁第十二頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。放大電路的小信號(hào)模型分析法放大電路的小信號(hào)模型分析法1. FET小信號(hào)模型小信號(hào)模型（1）低頻模型）低頻模型第12頁/共24頁第十三頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。（2）高頻模型）高頻模型放大電路的小信號(hào)模型分析法放大電路的小信號(hào)模型分析法1. FET小信號(hào)模型小信號(hào)模型第13頁/共24頁第十

9、四頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。2. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析（1 1）中頻小信號(hào)模型）中頻小信號(hào)模型第14頁/共24頁第十五頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。2. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析（2）中頻電壓增益）中頻電壓增益（3）輸入電阻）輸入電阻（4）輸出電阻）輸出電阻忽略忽略 rds， ivgsvRggsmv )1(mgsRg v ovdgsmRg v mvARgRgmdm1 由輸入輸出回路得由輸入輸出回路得則則)/(g2g1g3iRRRR doRR 很高很高第15頁/共24頁第十六頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。5.5 各種放大器件電路性能比較各種放大器件電路性能比較5.5 .

10、1 各種各種FET的特性及使用注意事項(xiàng)的特性及使用注意事項(xiàng)1. 各種各種FET的特性比較的特性比較第16頁/共24頁第十七頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。5.5 各種放大器件電路性能比較各種放大器件電路性能比較5.5 .1 各種各種FET的特性及使用注意事項(xiàng)的特性及使用注意事項(xiàng)2. 使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng) 在在MOSMOS管中，管子有四個(gè)管腳（襯底），有時(shí)電路中將源極和襯底連接在一起。或者管中，管子有四個(gè)管腳（襯底），有時(shí)電路中將源極和襯底連接在一起。或者P P襯底接低電位，襯底接低電位，N N襯底接高電位。襯底接高電位。JFETJFET的柵源電壓不能接反，但可以在開路狀態(tài)下保存。而的柵

11、源電壓不能接反，但可以在開路狀態(tài)下保存。而MOSFETMOSFET由于柵極襯底之間的電容量很小，只有少量的的感應(yīng)電荷就可以產(chǎn)生很高的電壓，因此，無論在存放還是在工作電路之中，都應(yīng)在柵極源極之間提供直流通路或加雙向穩(wěn)壓對(duì)管保護(hù)，避免柵極懸空。由于柵極襯底之間的電容量很小，只有少量的的感應(yīng)電荷就可以產(chǎn)生很高的電壓，因此，無論在存放還是在工作電路之中，都應(yīng)在柵極源極之間提供直流通路或加雙向穩(wěn)壓對(duì)管保護(hù)，避免柵極懸空。焊接時(shí)，電烙鐵必須有外接地線，以屏蔽交流電場，最好斷電后再焊接。焊接時(shí)，電烙鐵必須有外接地線，以屏蔽交流電場，最好斷電后再焊接。FETFET通常制成漏極和源極可以互換，但有些產(chǎn)品出廠時(shí)已

12、將源極和襯底連在一起，這時(shí)源極和漏極不能對(duì)調(diào)。通常制成漏極和源極可以互換，但有些產(chǎn)品出廠時(shí)已將源極和襯底連在一起，這時(shí)源極和漏極不能對(duì)調(diào)。第17頁/共24頁第十八頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。5.5 各種放大器件電路性能比較各種放大器件電路性能比較第18頁/共24頁第十九頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。5.5 各種放大器件電路性能比較各種放大器件電路性能比較組態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系：組態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系：CEBJTFETCSCCCDCBCG電壓增益：電壓增益：BJTFETbeLc)/(rRR )/)(1()/()1(LebeLeRRrRR beLc)/(rRR CE：CC：CB：)/(LddsmRRrg

13、 )/(1)/(LdsmLdsmRRrgRRrg dsLdLddsm/1)/)(1(rRRRRrg CS：CD：CG：第19頁/共24頁第二十頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。beb/rR輸出電阻：輸出電阻：cR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRR 1/beerRcRBJTFET輸入電阻：輸入電阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：很高很高m1/gR很高很高CE：CC：CB：CS：CD：CG：dds/ Rrmds1/gRrdds/ Rr5.5 各種放大器件電路性能比較各種放大器件電路性能比較第20頁/共24頁第二十一頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。 解：解：畫中頻小信號(hào)等效電路畫中頻小信號(hào)等效電路例題例題放大電路如圖所示。已知放大電路如圖所示。已知，mS 18m g，100 試求電路的中頻增益、輸入電阻和輸出電阻。試求電路的中頻增益、輸入電阻和輸出電阻。， k 1ber第21頁/共24頁第二十二頁，編輯于星期六：十六點(diǎn) 五十四分。例題例題 gsmVg iV gs