JFET管放大电路以及各种放大电路比较学习课程

1、5.3 结型场效应管结型场效应管 的结构和工作原理的结构和工作原理的特性曲线及参数的特性曲线及参数 放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法 第1页/共24页第一页，编辑于星期六：二点 五十分。的结构和工作原理的结构和工作原理1. 结构结构 第2页/共24页第二页，编辑于星期六：二点 五十分。2. 工作原理工作原理 vGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用当vGS0， vDS=0时（以（以N沟道沟道JFET为例）为例） 当沟道夹断时，对应的栅源电压vGS称为夹断电压VP （ 或VGS(off) ）。对于N沟道的JFET，VP 0。PN结反偏耗尽层加厚沟道变窄。vGS继续减小，沟道继续

2、变窄。沟道电阻增大。vGS进一步减小到VP时，两侧耗尽层在中间合拢，沟道全部夹断，沟道电阻趋于无穷大。上述分析表明：改变vGS的大小，可以有效控制沟道电阻的大小。若在漏源极间加上固定的正向电压vDS ，则由漏极流向源极的电流iD将受vGS的控制， vGS减小时 ，沟道电阻增大， iD减小。 vGS减小到VP ， iD趋于零，管子截止。第3页/共24页第三页，编辑于星期六：二点 五十分。2. 工作原理工作原理（以（以N沟道沟道JFET为例）为例） vDS对沟道的控制作用对沟道的控制作用当vGS=0时，vDS ID g、d间PN结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分

3、布。 当vDS增加到使vGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。此时vDS 夹断区延长沟道电阻 ID基本不变第4页/共24页第四页，编辑于星期六：二点 五十分。2. 工作原理工作原理（以（以N沟道沟道JFET为例）为例） vGS和和vDS同时作用时同时作用时当VP vGS0 时，导电沟道更容易夹断，对于同样的vDS ， ID的值比vGS=0时的值要小。在预夹断处vGD=vGS- -vDS =VP 第5页/共24页第五页，编辑于星期六：二点 五十分。综上分析可知综上分析可知 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管所以场效应

4、管也称为单极型三极管。 JFETJFET是电压控制电流器件，是电压控制电流器件，i iD D受受vGSGS控制。控制。 预夹断前预夹断前i iD D与与vDSDS呈近似线性关系；预夹断后，呈近似线性关系；预夹断后， i iD D趋于饱和。趋于饱和。 JFET JFET栅极与沟道间的栅极与沟道间的PNPN结是反向偏置的，因结是反向偏置的，因 此此i iG G 0 0，输入电阻很高。但比，输入电阻很高。但比MOSFETMOSFET的输入的输入电阻低。电阻低。第6页/共24页第六页，编辑于星期六：二点 五十分。的特性曲线及参数的特性曲线及参数const.DSDGS)( vvfi1. 输出特性输出特性

5、 区为截止区（夹断区）区为截止区（夹断区）此时，此时，vGS VP0 ， iD 0。 区为可变电阻区（线性区）区为可变电阻区（线性区）此时，此时，VPvGS 0 ， vDSvGS VP 区为饱和区（放大区）区为饱和区（放大区）此时，此时，VPvGS VP21)(PGSDSSDVIiv )(2DSDSPGSnD 2 vvv VKi第7页/共24页第七页，编辑于星期六：二点 五十分。的特性曲线及参数的特性曲线及参数2. 转移特性转移特性 const.GSDDS)( vvfi)0()1(GSP2PGSDSSD vvVVIiDSS2PGSDSSD1IVIi )(v则则PPGSDSSVVVVIig)(

6、12DSGSDmv第8页/共24页第八页，编辑于星期六：二点 五十分。与与MOSFET类似类似3. 主要参数主要参数的特性曲线及参数的特性曲线及参数第9页/共24页第九页，编辑于星期六：二点 五十分。工作在恒流区时工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性间的电压极性 )()()()()()(0P0N00P00N00P00NDSGSDSGSDSGSDSGSDSGSDSGS极性任意，沟道极性任意，沟道耗尽型，沟道，沟道增强型绝缘栅型，沟道，沟道结型场效应管vvvvvvvvvvvvvGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？ vGS0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ vGS0才工作在恒流区的场效应

7、管有哪几种？ 第10页/共24页第十页，编辑于星期六：二点 五十分。 第11页/共24页第十一页，编辑于星期六：二点 五十分。放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法1. FET小信号模型小信号模型（1）低频模型）低频模型第12页/共24页第十二页，编辑于星期六：二点 五十分。（2）高频模型）高频模型放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法1. FET小信号模型小信号模型第13页/共24页第十三页，编辑于星期六：二点 五十分。2. 动态指标分析动态指标分析（1 1）中频小信号模型第14页/共24页第十四页，编辑于星期六：二点 五十分。2. 动态指标分析动态指标分析（2）

8、中频电压增益（3）输入电阻（4）输出电阻忽略 rds， ivgsvRggsmv )1(mgsRg v ovdgsmRg v mvARgRgmdm1 由输入输出回路得则)/(g2g1g3iRRRR doRR 很高第15页/共24页第十五页，编辑于星期六：二点 五十分。5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较5.5 .1 各种各种FET的特性及使用注意事项的特性及使用注意事项1. 各种各种FET的特性比较的特性比较第16页/共24页第十六页，编辑于星期六：二点 五十分。5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较5.5 .1 各种各种FET的特性及使用注意事项的特性及使

9、用注意事项2. 使用注意事项使用注意事项 在在MOSMOS管中，管子有四个管脚（衬底），有时电路中将源极和衬底连接在一起。或者管中，管子有四个管脚（衬底），有时电路中将源极和衬底连接在一起。或者P P衬底接低电位，衬底接低电位，N N衬底接高电位。衬底接高电位。JFETJFET的栅源电压不能接反，但可以在开路状态下保存。而的栅源电压不能接反，但可以在开路状态下保存。而MOSFETMOSFET由于栅极衬底之间的由于栅极衬底之间的电容量很小，只有少量的的感应电荷就可以产生很高的电压，因此，无论在存放还是在工作电路之电容量很小，只有少量的的感应电荷就可以产生很高的电压，因此，无论在存放还是在工作电路

10、之中，都应在栅极源极之间提供直流通路或加双向稳压对管保护，避免栅极悬空。中，都应在栅极源极之间提供直流通路或加双向稳压对管保护，避免栅极悬空。焊接时，电烙铁必须有外接地线，以屏蔽交流电场，最好断电后再焊接。焊接时，电烙铁必须有外接地线，以屏蔽交流电场，最好断电后再焊接。FETFET通常制成漏极和源极可以互换，但有些产品出厂时已将源极和衬底连在一起，这时源极和漏极不能对调。通常制成漏极和源极可以互换，但有些产品出厂时已将源极和衬底连在一起，这时源极和漏极不能对调。第17页/共24页第十七页，编辑于星期六：二点 五十分。5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较第18页/共24页第十

11、八页，编辑于星期六：二点 五十分。5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCG电压增益：电压增益：BJTFETbeLc)/(rRR )/)(1()/()1(LebeLeRRrRR beLc)/(rRR CE：CC：CB：)/(LddsmRRrg )/(1)/(LdsmLdsmRRrgRRrg dsLdLddsm/1)/)(1(rRRRRrg CS：CD：CG：第19页/共24页第十九页，编辑于星期六：二点 五十分。beb/rR输出电阻：输出电阻：cR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRR 1/beerRcR

12、BJTFET输入电阻：输入电阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：很高很高m1/gR很高很高CE：CC：CB：CS：CD：CG：dds/ Rrmds1/gRrdds/ Rr5.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较第20页/共24页第二十页，编辑于星期六：二点 五十分。 解：解：画中频小信号等效电路例题例题放大电路如图所示。已知，mS 18m g，100 试求电路的中频增益、输入电阻和输出电阻。， k 1ber第21页/共24页第二十一页，编辑于星期六：二点 五十分。例题例题 gsmVg iV gsV2gsmRVg bIbI bI oVcgsmcbRVgRI MVA2mcm1RgRg 6 .1