场效应管基本放大电路

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1、第4章场效应管基本放大电路N沟道增强型MOS场效应管结构漏极D→集电极C源极S→发射极E栅极G→基极B衬底B电极—金属绝缘层—氧化物基体—半导体因此称之为MOS管复习栅极G→基极B源极S→发射极E漏极D→集电极C各类绝缘栅场效应三极管（即MOS管）的特性曲线绝缘栅场效应管N沟道增强型P沟道增强型复习1UT绝缘栅场效应管N沟道耗尽型P沟道耗尽型复习2UP结型场效应管N沟道耗尽型P沟道耗尽型复习3UP一、MOS场效应管的特点场效应管与晶体管的相比，具有以下特点：1.电压控制元件，电流iD受电压uGS的控制；2.是单极型器件，温度特性好，抗辐射能力强；3.输入电阻高，可达109~

2、1014；4.面积、功耗小，便于集成。；5.不同类型的FET对偏压的要求不同；6.跨导gm较低；7.存在背栅效应（即衬底调宽效应），衬底与沟道的PN结反偏。8.工艺一致性较差，工作频率偏低、低频噪声较大等。二、场效应管的等效电路SDUgs+-+-UdsG1.MOSFET的直流模型（耗尽型MOS管，简称D管）IDID（增强型MOS管，简称E管）复习：UGS,th开启电压（增强型），UGS,off夹断电压（耗尽型、结型）SDgdsΔUGS+-+-ΔUDSGID2.低频小信号模型由输出特性：ID=f(UGS,UDS)ΔIDgmΔUGSgm：跨导gds：输出电导gds=1/rdsS

3、Dgdsugs+-+-udsGID低频跨导定义idgmugs（耗尽型、结型管）（增强型管）微变等效电路3.高频小信号模型电路CgdSDgmUgsgdsUgs+-+-UdsGIDCgsCds三、MOS管三种基本放大电路场效应管偏置电路的关键是如何提供栅源控制电压UGS。自给偏置电路：适合结型场效应管和耗尽型MOS管外加偏置电路：适合增强型MOS管1.场效应管偏置电路(1)自给偏置电路UGS=UG-US=-ISRS≈-IDRSUGSQ和IDQUDSQ=ED-IDQ(RS+RD)RS的作用：1.提供栅源所需的直流偏压。2.提供直流负反馈，稳定静态工作点。RS越大，工作点越稳定。但会

4、造成工作点偏低，放大增益减少，非线性失真增大。GSD基本自给偏置电路+UDDRSCSC2C1RDRG+T+_+_uiuoIS+_UGS例：已知UDD=20V、RD=3k、RS=1k、RG=500k、UGS(off)=–4V、IDSS=8mA，确定静态工作点。解：用估算法UGS=–1IDUDS=UDD-ID(RD+RS)列出关系式解出UGS1=–2V、UGS2=–8V、ID1=2mA、ID2=8mA因UGS2

5、，减小R1、R2对放大电路输入电阻的影响。UGS=UG-US-IDRSUGSQ和IDQUDSQ=ED-IDQ(RS+RD)改进型自给偏置电路偏置电路(2)外加偏置电路-IDRSR1和R2提供一个固定栅压。UGS=UG-US注：要求UG>US，才能提供一个正偏压，增强型管子才能正常工作。2.三种基本放大电路(1)共源放大电路直流分析UGS=UG-US-IDRSUGSQ和IDQUDSQ=ED-IDQ(RS+RD)一般rds较大可忽略基本放大电路(1)共源放大电路(续）IdGRGR1R2RDRLDrdsRSgmUgsSUgsUiUo未接Cs时=-gmUgsR'DUgs+gmUgsR

6、s=-gmR'D1+gmRsR'D=RD//RL交流分析IdGRGR1R2RDRLDrdsRSgmUgsSUgsUiUo未接Cs时=-gmR'D1+gmRsr'ir'i=RG+(R1//R2)≈RGr'or'o≈RD接入Cs时AU=-gm(rds//RD//RL)r'i=RG+(R1//R2)≈RGr'o=RD//rds≈RDRs的作用是提供一个直流栅源电压、引入直流负反馈来稳定工作点。但它同时对交流也起负反馈作用，使电路的放大倍数降低。接入CS可以消除RS对交流的负反馈作用。(1)共源放大电路(续）交流分析GSDr'iUi(2)共漏放大电路（也称源极跟随器)RGGUoRLR

7、SgmUgsrdsSD=gmUgsR'SUgs+gmUgsR's=gmR'S1+gmR'sR'S=rds//RS//RL≈RS//RL<1gmR'S>>1AU≈1r'i=RGUgs+-电压增益输入电阻低频等效电路输入电阻大基本放大电路(2)共漏放大电路（续）输出电阻Ugs+-gmUgsRS+-UoIor'oUiGUoSRGRLRSgmUgsrdsDUgs+--gmUgsUgs=-Uo=Uo(1/Rs+gm)输出电阻小，且与源极电阻和管子跨导有关。基本放大电路(3)共栅放大电路SGDrdsgmUgsSGD