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时间:2019-07-29
《模拟电子技术基础 杨碧石 模拟第3章》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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RL=Rd∥RL,由图可得id=gmugsui=ugsuo=-idRL=-gmRLugs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=-idRL=-gmRLugs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≈2MRo≈Rd=10k3.3.4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RL=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
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