第四章-场效应管放大电路.

第四章场效应管放大电路基础 模拟电子技术基础 一 结型场效应管 JFET 二 金属 氧化物 半导体场效应管 MOSFET 三 场效应管静态工作点的设置方法 五 复合管 四 场效应管放大电路的动态分析 六 各种放大器件电路性能比较 重点知识 场效应管有三个极 源极 s 栅极 g 漏极 d 对应于晶体管的e b c 有三个工作区域 截止区 恒流区 可变电阻区 对应于晶体管的截止区 放大区 饱和区 1 结构和符号 导电沟道 源极 栅极 漏极 符号 结构示意图 JFET 的结构和工作原理 一 结型场效应管 JFET 一 结型场效应管 JFET a 栅 源电压对导电沟道宽度的控制作用 沟道最宽 uGS可以控制导电沟道的宽度 为什么g s必须加负电压 UGS off 2 工作原理 JFET 的结构和工作原理 一 结型场效应管 JFET b 漏 源电压对漏极电流的影响 uGS UGS off 且不变 VDD增大 iD增大 预夹断 uGD UGS off uGD UGS off 2 工作原理 JFET 的结构和工作原理 一 结型场效应管 JFET VDD的增大 几乎全部用来克服沟道的电阻 iD几乎不变 进入恒流区 iD几乎仅仅决定于uGS uGD UGS off 场效应管工作在恒流区的条件是什么 b 漏 源电压对漏极电流的影响 2 工作原理 JFET 的结构和工作原理 一 结型场效应管 JFET JFET 的特性曲线 夹断电压 漏极饱和电流 场效应管工作在恒流区 因而uGS UGS off 且uDS UGS off 为什么必须用转移特性描述uGS对iD的控制作用 1 转移特性 一 结型场效应管 JFET JFET 的特性曲线 2 输出特性 g s电压控制d s的等效电阻 预夹断轨迹 uGD UGS off 可变电阻区 恒流区 iD几乎仅决定于uGS 击穿区 夹断区 截止区 夹断电压 IDSS 不同型号的管子UGS off IDSS将不同 低频跨导 绝缘栅型场效应管工作原理 uGS增大 反型层 导电沟道 将变厚变长 当反型层将两个N区相接时 形成导电沟道 SiO2绝缘层 衬底 耗尽层 空穴 高掺杂 反型层 大到一定值才开启 1 增强型管 二 金属 氧化物 半导体场效应管 iD随uDS的增大而增大 可变电阻区 uGD UGS th 预夹断 iD几乎仅仅受控于uGS 恒流区 刚出现夹断 uGS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻 二 金属 氧化物 半导体场效应管 绝缘栅型场效应管工作原理 1 增强型管 二 金属 氧化物 半导体场效应管 耗尽型MOS管在uGS 0 uGS 0 uGS 0时均可导通 且与结型场效应管不同 由于SiO2绝缘层的存在 在uGS 0时仍保持g s间电阻非常大的特点 加正离子 小到一定值才夹断 uGS 0时就存在导电沟道 绝缘栅型场效应管工作原理 2 耗尽型管 二 金属 氧化物 半导体场效应管 转移特性 绝缘栅型场效应管特性曲线 1 增强型MOS管 开启电压 输出特性 在恒流区 转移特性 夹断电压 输出特性 二 金属 氧化物 半导体场效应管 绝缘栅型场效应管特性曲线 2 耗尽型MOS管 二 金属 氧化物 半导体场效应管 工作在恒流区时g s d s间的电压极性 场效应管的分类 场效应管的主要参数 2 开启电压VT 增强型场效应管有微小漏极电流时的VGS值 1 直流参数 二 金属 氧化物 半导体场效应管 二 金属 氧化物 半导体场效应管 1 输出电阻rd 场效应管的主要参数 2 交流参数 2 最大漏源电压 V BR DS 3 最大栅源电压 V BR GS 1 最大漏极电流 IDM 4 最大漏极功耗PDM 二 金属 氧化物 半导体场效应管 场效应管的主要参数 3 极限参数 根据场效应管工作在恒流区的条件 在g s d s间加极性合适的电源 固定偏置电路 三 场效应管静态工作点的设置方法 三 场效应管静态工作点的设置方法 由正电源获得负偏压称为自给偏压 哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点 自给偏压电路 公式法 三 场效应管静态工作点的设置方法 输入回路负载线方程 输出回路负载线方程 自给偏压电路 图解法 三 场效应管静态工作点的设置方法 自给偏压电路 图解法 三 场效应管静态工作点的设置方法 为什么加Rg3 其数值应大些小些 哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点 分压式偏压电路 典型的Q稳定电路 近似分析时可认为其为无穷大 根据iD的表达式或转移特性可求得gm 与晶体管的h参数等效模型类比 场效应管的交流等效模型 四 场效应管放大电路的动态分析 若Rd 3k Rg 5k gm 2mS 则 与共射电路比较 基本共源放大电路的动态分析 四 场效应管放大电路的动态分析 四 场效应管放大电路的动态分析 分压式偏置共源放大电路的动态分析 四 场效应管放大电路的动态分析 分压式偏置共源放大电路的动态分析 四 场效应管放大电路的动态分析 分压式偏置共源放大电路的动态分析 四 场效应管放大电路的动态分析 基本共漏放大电路的动态分析 四 场效应管放大电路的动态分析 分压式偏置共源放大电路的动态分析 输出电阻的分析 若Rs 3k gm 2mS 则Ro 复合管的组成 多个管子合理连接等效成一个管子 不同类型的管子复合后 其类型决定于T1管 五 复合管 五 复合管 在合适的外加电压下 每只管子的电流都有合适的通路 才能组成复合管 讨论一 判断下列各图是否能组成复合管 Ri Ro 讨论二 求下图的输入电阻和输出电阻 五 复合管 放大电路的选用 按下列要求组成两级放大电路 Ri 1 2k Au的数值 3000 Ri 10M Au的数值 300 Ri 100 200k Au的数值 150 Ri 10M Au的数值 10 Ro 100 共射 共射 共源 共射 共集 共射 共源 共集 六 各种放大器件电路性能比较 六 各种放大器件电路性能比较