mosfet负反馈放大电路(三)

1、 MOSFET负反馈放大电路1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的（1）掌握MOSFET负反馈放大电路的构成、原理、与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。 1.2 基本要求 （1） 空载放大增益10倍，带宽>10kHz；（2） 输入电阻>，输出电阻；（3） 两级以上放大环节。 1.3 发挥部分（1） 带宽>100kHz；（2） 差分式放大输入级；（3） 其他。2 设计过程及论文的基本要求2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2 个方向；（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图，实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并

2、随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改，不少于3000 字。图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。 摘 要 “MOSFET”是英文metal-oxide- semiconductor field effect transistor的缩

3、写，意即“金属氧化物半导体场效应晶体管”。小信号MOSFET主要用于模拟电路的信号放大和阻抗变换，近年来，功率MOSFET广泛地应用于电源、计算机及外设（软、硬盘驱动器、打印机、扫描器等）、消费类电子产品、通信装置、汽车电子及工业控制等领域。 我设计MOSFET负反馈放大电路的思路，首先是根据三极管共射极放大电路具有输入输出电压反相，输入电阻大等特点，采用三极管共射极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输入级。其次是根据MOSFET共漏极放大电路具输入输出电压同相，输出电阻小等特点，采用MOSFET共漏极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输出级。 使负反馈系数约等于零，这样对开环输入

4、电阻输出电阻和带宽几乎没有影响。这样设计很容易满足空载放大增益为10倍，带宽大于10kHz，输入电阻大于，输出电阻小于等要求。关键词 MOSFET，负反馈，共源极，三极管，共射极，共漏极 目录课程设计任务书I模拟电子技术 课程设计成绩评定表III摘 要IV1 设计任务描述- 1 -1.1 设计题目：MOSFET负反馈放大电路- 1 -1.2 设计要求- 1 -1.2.1 设计目的- 1 -1.2.2 基本要求- 1 -1.2.3 发挥部分- 1 -2 设计思路- 2 -3 设计方框图- 3 -4 各部分电路设计及参数计算- 4 -4.1 三极管共射极放大输入级- 4 -4.1.1 静态分析-

5、4 -4.1.2 动态分析- 4 -4.2 MOSFET共漏极放大输出级- 5 -4.2.1 静态分析- 5 -4.2.2 动态分析- 6 -4.3 反馈回路- 7 -4.4 带宽- 8 -4.4.1 高频响应- 8 -4.4.2 低频响应- 9 -5 工作过程分析- 10 -5.1 三极管共射极放大输入级- 10 -5.1.1 直流工作点分析- 10 -5.1.2 电压增益- 10 -5.2 MOSFET共漏极放大输出级- 11 -5.2.1 直流工作点分析- 11 -5.2.2 电压增益- 12 -5.3 整个电路的实际电压增益- 12 -5.4 实际带宽- 12 -6 元器件清单- 14

6、 -7 主要元器件介绍- 15 -7.1 MOS_3TEN_VIRTUAL- 15 -7.2 2N2712- 15 -7.3 OPAMP_3T_VIRTUAL- 16 -小 结- 17 -致 谢- 18 -参考文献- 19 -附 录 A1 逻辑电路图- 20 - 1 设计任务描述1.1 设计题目：MOSFET负反馈放大电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1） 掌握MOSFET负反馈放大电路的构成、原理、与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。1.2.2 基本要求 (1) 空载放大增益10倍，带宽>10kHz；(2) 输入电阻>，输出电阻；(3) 两级以上放大环节。1.

7、2.3 发挥部分(1) 带宽>100kHz；(2) 差分式放大输入级；(3) 其他。 MOSFET负反馈放大电路 2 设计思路 根据三极管共射极放大电路具有输入输出电压反相，输入电阻大等特点，采用三极管共射极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输入级。根据MOSFET共漏极放大电路具输入输出电压同相，输出电阻小等特点，采用MOSFET共漏极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输出级。由于输入级放大电路的输入输出电压反相，输出级放大电路的输入输出电压同相，故用一个集成运算放大器将电压倒相，并将电压反馈到输入级。3 设计方框图三极管共射放大电路 负反馈 MOSFET共漏放大电路 -

8、18 - 4 各部分电路设计及参数计算4.1 三极管共射极放大输入级 三极管共射极放大电路具有电压增益大，输入输出电压反相等特点。4.1.1 静态分析 该级电路的直流通路如图4.1.1所示。令，解得，4.1.2 动态分析该级电路的小信号模型等效电路如图4.1.2所示。 图4.1.2 出处：课本130页 式4.3.7b约为4.2 MOSFET共漏极放大输出级4.2.1 静态分析 该级电路的直流通路如图4.2.1所示。 图4.2.1 假设场效应管T1的开启电压为，NMOS管工作于饱和区，则漏极电流为 出处：课本203页 式5.1.6 参数 ， 可解得， 因为 ，所以说明NMOS管工作在饱和区，前面

9、的假设正确。4.2.2 动态分析 该级电路的小信号模型等效电路如图4.2.2所示。 图4.2.2输入电阻小信号互导为 出处：课本 209页 式5.1.18输出电压为而故4.3 反馈回路 MOSFET负反馈放大电路如图4.3所示。 图4.3由于故 ，所以闭环增益 因此，整个电路的空载放大增益为闭环输入电阻 闭环输出电阻4.4 带宽 由于反馈系数F约等于零，故反馈对带宽的影响很小，可以忽略不计。4.4.1 高频响应 在高频范围内，放大电路中的耦合电容、旁路电容的容抗很小，更可视为对交流信号短路。同时因共漏放大电路的源极跟随作用，因而密勒效应很小，所以共漏极电路的高频响应特性也较好，上限截止频率很高

10、，故可不考虑输出级的上限频率。于是可画出其余电路的高频小信号等效电路，如图4.5.1所示。 图4.5.1 因为，,，, 故= 4.4.2 低频响应 由于下限频率很小，跟上限频率相比可以忽略不计，故在此不分析。 5 工作过程分析5.1 三极管共射极放大输入级5.1.1 直流工作点分析 该级电路的直流工作点分析的仿真测试结果如图5.1.1所示。 图5.1.1 由此可知，实际的，则有，5.1.2 电压增益 该级电路的输入输出电压有效值如图5.1.2所 图5.1.2因此有，该级电路的实际电压增益为5.2 MOSFET共漏极放大输出级5.2.1 直流工作点分析 该级电路的直流工作点分析的仿真测试结果如图

11、5.2.1所示 图5.2.1 由此可知，实际的，因为 ，所以说明NMOS管工作在饱和区。5.2.2 电压增益 该级电路的输入输出电压有效值如图5.2.2所示。 图5.2.2因此有，该级电路的实际电压增益为5.3 整个电路的实际电压增益 5.4 实际带宽 闭环时下限频率的测量结果如图5.5.1所示。 图5.5.1闭环时上限频率的测量结果如图5.5.2所示。 图5.5.2由此可知，闭环时电路通频带为 6 元器件清单序号 名称 型号 数量1 电阻 12 2 电容 6 3 信号源 1 4 直流电压源 1 5 NMOSFET MOS_3TEN_VIRTUAL 1 6 三极管 2N2712 1 7 集成运

12、放放大器 OPAMP_3T_VIRTUAL 17 主要元器件介绍7.1 MOS_3TEN_VIRTUAL数据库名称： 主数据库系列组： transistors系列： TRANSISTORS_VIRTUAL名称： MOS_3TEN_VIRTUAL作者： DMN日期： August 08，2002功能： Virtual Enhancement Mode NMOSFET热敏电阻连接： 0.00热敏电阻状况： 0.00功耗： 0.00降值拐点： 0.00最低工作温度： 0.00最高工作温度： 0.00静电放电： 0.007.2 2N2712数据库名称： 主数据库系列组： transistors系列：

13、BJT_NPN名称： 2N2712作者： TL日期： February 06,1998功能： 描述： 热敏电阻连接： 0.00热敏电阻状况： 0.00功耗： 0.60降值拐点： 0.00最低工作温度： 0.00最高工作温度： 0.00静电放电： 0.007.3 OPAMP_3T_VIRTUAL数据库名称: 主数据库系列组: Analog系列: ANALOG_VIRTUAL名称: OPAMP_3T_VIRTUAL作者: DMN日期: July 30, 2002功能: 3 Terminal Virtual Op-Amp描述: Input_Voffset=: Input_Ibias=: Gain_B

14、W=: Slew_Rate=: Number=: Package=NONE热敏电阻连接：: 0.00热敏电阻状况：: 0.00功耗: 0.00降值拐点：: 0.00最低工作温度: 0.00最高工作温度: 0.00静电放电：: 0.00 小 结 经过近一周的努力,在老师和同学的帮助下,我基本上完成了设计任务.通过这次课程设计,我学到了很多，充分认识到了自学的重要性,以及学以致用的道理.也找到了自己身上的不足，感受良多，获益匪浅。 这一周中，我们小组分工合作、齐心协力，一起完成了课程设计。在课程设计的过程中，我们经历了感动，经历了一起奋斗的酸甜苦辣。也一起分享了成功的喜悦。这次的课程设计对我们每个

15、人来说都是一个挑战。课程设计有好多一个人完成不了的，例如电路图的分析与设计，各种参数的计算等，这时候小组的力量就体现出来了，各司其职，各尽其能。发挥了集体的效用。在这个过程，我受到了好多帮助，老师的悉心指导，同学的无私帮助，都让人有无比的动力和解决问题的决心。其实这次的课程设计我的最大的感受不是知识的获得，而是人格的磨练和交际的能力。 此外，我在完成作业的时借助了图书馆大量的资料,这让我认识到了图书馆的重要作用.在今后的学习过程中,应该多到图书馆看一些专业方面的书籍,以丰富自己的知识. 但是由于知识水平的局限,设计中可能会存在着一些不足,我真诚的接受老师和同学的批评和指正. 致 谢首先，在这一周的学习中我得到了XX老师的悉心指导。黄老师曾多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。黄老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，黄向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 其次，在课程设计过程中，我的同学们给了我莫大的帮助，他们和我一起分析，设计电路，计算参数，查找错误，共同解决遇到的困难，毫无疑问，这份支持和友谊是我学习的一大动力。在此，我对我的同学致以衷心的感谢。 再次，感谢在课程设计中被我参