模拟电子技术基础 杨碧石 模拟第3章

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1、和三极管一样，场效应管也有放大作用，因此可以用它组成各种放大电路。显然，在场效应管放大电路中，场效应管应工作在恒流区。场效应管放大电路有共源、共漏和共栅三种组态，它们分别相当于三极管的共射、共集和共基组态。第3章场效应管及基本放大电路与三极管放大电路一样，场效应管放大电路也需要建立合适的静态工作点，以保证管子工作在恒流区；也存在工作点的稳定问题。由于场效应管是电压控制型器件，栅流必须为零，因此需要合适的栅极电压，且栅极电压的极性具有下述特点；耗尽型UGS与UDS的极性相反（其中耗尽型MOS管二者的极性可以相同或UGS可为零），增强型的UGS与UDS的极性相同。

2、场效应管的特点场效应管特点：1.场效应管是一种电压控制器件。栅源之间的电压变化来控制漏极电流的变化。2.场效应管预置一个偏压3．场效应管在正常工作范围内，场效应管的栅极几乎不取电流其输入电流。输入电阻高。4.场效应管为单极型器件，温度稳定性较好。5.场效应管制造工艺简单，有利于大规模集成。6.场效应管的跨导较小，电压放大倍数较低。3.1绝缘栅场效应管3.1.1N沟道增强型MOS管1．结构和符号3.1绝缘栅场效应管2．工作原理3．转移特性曲线与输出特性3.1.2N沟道耗尽型MOS管3.2结型场效应管3.2.1结型场效应管工作原理3.2结型场效应管3.2.2结型场

3、效应管特性曲线3.2.3场效应管主要参数3.3场效应管放大电路3.3.1场效应管的偏置及其电路的静态分析1．自给偏压2．分压式偏置3.3场效应管放大电路3.3.2场效应管的微变等效电路3.3.3共源放大电路1．电路的组成分压式自偏压电路自偏压电路的工作点确定后，UGS和ID为定值，源极电阻Rs就基本被确定，选择的范围很小。为了克服上述缺点，可采用如图所示的分压式自偏压电路基础上加接栅极分压电阻Rg1、Rg2而组成的。图中，漏极电源VDD经Rg1、Rg2分压后的电压，经栅极电阻Rg3作为栅极电压UG，因Rg3上电压降为零，则当VDD、ID为定值时，只要Rg1、R

4、g2和Rs取不同值，则UGS可为正值、零值或负值，因此分压式自偏压电路适用于各种类型的场效应管，并且Rs的选择范围扩大了。由于栅流近似为零，所以分压电阻Rg1、Rg2和栅极电阻Rg3可以比较大。如果图中Rs＝0，则因UG＞0，这时电路只适用于增强型MOS管了。例若图中场效应管为3DJ2G，其参数为UGS（off）=.7V，IDSS=4mA，其他元件参数均标在图上，试确定其静态工作点。解：把有关参数代入式（3.16），可得方程组解这个方程组，可得ID≈（5.6±3.6）mA，而IDSS=4mA，ID应小于IDSS，故ID=2mA，于是UGS=－1.9V，故有UD

5、S＝VDD.ID(Rd+R)＝21.2×（3.9＋2.2）＝8.8V对于P沟道的场效应管，在组成偏置电路时只要把相应的N沟道管的漏极电源由＋VDD变为－VDD就行了。与三极管一样，场效应管在低频小信号且在工作在恒流区，可用微变等效电路来代替，于是场效应管放大电路便可用微变等效电路法进行动态分析了。共源放大电路的微变等效电路，rds因较大而被略去。设RL=Rd∥RL，由图可得id＝gmugsui＝ugsuo＝－idRL＝－gmRLugs则电压放大倍数输入电阻Ri=Rg3+Rg1∥Rg2输出电阻Ro≈Rd当源极电阻R两端不并联旁路电容C时，共源放大电路的微变

6、等效电路如图所示。由图可得id＝gmugsui＝ugs＋idR＝ugs＋gmRugs＝（1＋gmR）ugsuo＝－idRL＝－gmRLugs此时电压放大倍数显然，当源极电阻R两端不并联旁路电容C时，共源放大电路的电压放大倍数变小了。例电路如图所示（R不并联C），其中Rg1=200k，Rg2=40k，Rg3=2M，Rd=10k，R=2k，RL=10k，VDD=18V，场效应管的IDSS=5mA，UGS（off）=－4V。求电路的Au、Ri和Ro。解：先求场效应管的跨导gm，为此就要计算其静态工作点的栅源电压UGS。把有关参数代入式（3.3.7），

7、可得UGS=3－2ID解这个方程组，可得UGS≈－1.4V（另一解UGS=－8.2V，小于UGS（off）=－4V，舍去）。解：UGS≈－1.4V可求得跨导Ri＝Rg3＋Rg1∥Rg2＝2＋0.2∥0.04≈2MRo≈Rd＝10k3.3.4共漏放大电路源极输出器如图为共漏放大电路，它与射极输出器相似，具有输入电阻高、输出电阻低和电压放大倍数略小于1的特点。由于该电路是从源极输出的，所以又称为源极输出器。在忽略rds的情况下，源极输出器的微变等效电路如图所示。设RL=R∥RL，由该图可得uo=idR'L=gmR'Lugsui=ugs+uo=(1+gmR

8、'L)ugs显然，Au＜1，但当gmR