项目一音频放大器的设计与制作任务音频放大器前置放大ppt课件.ppt

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1、项目一音频放大器的设计与制作任务2音频放大器前置放大电路的制作（一）——认识晶体管放大电路2.4拓展知识2.4.1场效应管放大电路2.4.2差动放大电路2.4.1场效应管放大电路场效应管(FET)和双极型三极管都是电子电路中常用的，重要的放大元件。它们都具有放大作用，都是放大电路中的核心元件。场效应管和普通晶体管一样具有放大作用，它们组成的放大电路也十分相似，分析计算方法也类似。与晶体管放大电路的共发射极、共集电极、共基极接法相对应，场效应管放大电路有共源极、共漏级两种接法。一、共源极放大电路下图所示的是一个由N沟道增强型MOS场效应管作为放大元件的单管共源极放大电路的原理电路

2、图。电路中VDD是漏极直流电源，RD是漏极负载电阻，VGG是栅极直流电源，RG为栅极电阻。输入电ui加在场效应管的栅─源极之间，输出电压uo从漏─源极之间得到。可见输入、输出回路的公共端为场效应管的源极，因此，称为共源极放大电路．对于N沟道增强型MOS场效应管来说，为了使管子工作在恒流区，以实现良好的放大作用，必须满足以下条件：uGS>UTNuDS>uGS－UTN图2-4-1共源极放大电路的原理电路1.静态分析场效应管组成的放大电路和晶体管—样，也必须设置静态工作点，需要计算:当输入信号为零时，管子的UGSQ、IDQ和UDSQ，可以用图解法和微变等效电路法来分析它们的工作情况。﹡

3、近似计算MOS场效应管的栅极被绝缘层隔离，栅极没有电流，所以当输入信号为零时，栅─源间的电压等于外加的栅极直流电源VGG，即：由N沟道增强型MOS场效应管的漏极电流iD与栅─源极电压uGS之间的关系可知：iD=IDO(uGS>UTN)UGSQ=VGGUDSQ=VDD－IDQRD﹡图解法在场效应管输出特性曲线的基础上，利用图解的方法得到共源放大电路的静态工作点。根据图示放大电路的漏极回路，可列出其直流负载线方程：uDS=VDD－iDRD找直线上两个特殊的点，连接这两点画出直流负载线。iD=0时，uDS=VDD(VDD，0)(0，)uDS=0时，直流负载线与输出特性曲线中uGS=UG

4、SQ=VGG的—条曲线的交点，就是所求的静态工作点，Q点的位置确定后，就可从输出特性曲线上得到IDQ和UDSQ，如图所示图2-4-2用图解法确定静态工作点Q2.动态分析场效应管是电压控制的放大元件，如果输入信号很小，场效应管工作在恒流区，和晶体管—样场效应管放大电路也可以用微变等效电路法来分析。﹡场效应管的微变等效电路图1-4-3中△Ugs栅─源极的控制电压，gm△UGS为受控电压源，它反映了栅─源极之间电压对漏极电流的控制作用，rD为场效应管的输出电阻(rD是输出特性静态工作点处斜率的倒数），rD通常为几百千欧姆，当负载电阻比rD小很多时，可认为rD开路。图2-4-3场效应管和

5、共源极放大电路的微变等效电路(a)场效应管；(b)共源极放大电路﹡共源放大电路的微变等效电路在共源放大电路的微变等效电路，图中漏－源间的等效电阻rD省略，由等效电路的输入回路可知，由于栅极电流IG=0，因此，RG上没有电压降，则：Ui=Ugs由等效电路的输出回路可知：UO=－IdRD=－gmUgsRDAu=不考虑rD，则共源放大电路的输出电路为：RO=RD共源放大电路的输入电阻很大，基本上等于场效应管栅－源极之间的等效电阻，高达1010欧姆以上。〔例2-1〕在图2-4-1所示的共源放大电路中，场效应管的输出特性曲线如图（b）所示，已知VDD＝20V，VGG＝4V，RD=10kΩ，

6、R=＝10MΩ。①试用图解法确定静态工作点Q；②根据输出特性曲线求场效应管在Q点处的跨导；用近似估算法估算静态工作点、跨导并与②小题的结果进行比较。③估算电压放大倍数Au和输出电阻。图2-4-1共源极放大电路的原理电路图2-4-4场效应管输出特性曲线解：①图解法确定静态工作点Q由图3-9所示电路得其输出方程：UDS=VDD－IDRD=20－10IDUDS=0，ID=2mAID=0，UDS=20V在输出特性曲线中画出直流负载线，如图3-12所示，直流负载线与uGS=UGSQ=VGG=4V的交点就是静态工作点Q，由图可知：UDSQ＝10V，IDQ＝1mA。②在输出特性曲线上作图求跨导

7、gm过Q点作—条垂直于X轴的垂线，该垂线与uDS＝3V，uGS＝5V的曲线各有一个交点，由图可知，这两个交点处的iD分别为0.4mA和2.3mA，则跨导为：gm=③近似估算法估算静态工作点并进行比较由图可知，该场效应管的开电压UTN＝2V，在uGS＝2UTN＝4V处，漏极电流IDO＝1mA，可得：UDSQ=VDD－IDQRD=20－1×10=10V（近似计算的结果与图解法一致）根据公式近似计算跨导：gm=ms计算结果与图解法的结果相近，略有误差。二、分压－自偏压式共源极放大电路图