mosfet负反馈放大电路(二)

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MOSFET共源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MOSFET共源极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输入级。其次是根据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，适合多级放大电路的中间级等特点，采用三极管共射极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的中间级。最后是根据

4、三极管共集电极放大电路具有输入输出电压同相，输出电阻小且适用于高频或宽频带电路等特点，采用三极管共集电极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输出级。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，共集电极 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

5、设计方框图- 3 -4 各部分电路设计及参数计算- 4 -4.1 MOSFET共源极放大输入级- 4 -4.1.1 静态分析- 4 -4.1.2 动态分析- 5 -4.2 三极管共射极放大中间级- 5 -4.2.1 静态分析- 5 -4.2.2 动态分析- 6 -4.3 三极管共集电极放大输出级- 7 -4.3.1 静态分析- 7 -4.3.2 动态分析- 8 -4.4 反馈回路- 8 -4.5 带宽- 9 -4.5.1 高频响应- 9 -4.5.2 低频响应- 10 -5 工作过程分析- 11 -5.1 MOSFET共源极放大输入级- 11 -5.1.1 直流工作点分析- 11 -5.1.2

6、 电压增益- 11 -5.2 三极管共射极放大中间级- 12 -5.2.1 直流工作点分析- 12 -5.2.2 电压增益- 13 -5.3 三极管共集电极放大输出级- 14 -5.3.1 直流工作点分析- 14 -5.3.2 电压增益- 15 -5.4 整个电路的实际电压增益- 16 -5.5 实际带宽- 16 -6 元器件清单- 18 -7 主要元器件介绍- 19 -7.1 MOS_3TEN_VIRTUAL- 19 -7.2 2N2712- 19 -7.3 2N2714- 20 -小 结- 21 -致 谢- 22 -参考文献- 23 -附 录 A1 逻辑电路图- 24 - 1 设计任务描述

7、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。1.2.3 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MOSFET共源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MOSFET共源极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输入级。 根据

8、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，适合做多级放大电路的中间级等特点，采用三极管共射极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的中间级。根据三极管共集电极放大电路具有输入输出电压同相，输出电阻小且适用于高频或宽频带电路等特点，采用三极管共集电极放大电路作为MOSFET负反馈放大电路的输出级。由于第一级放大电路和第二级放大电路的输入输出电压反相，第三级放大电路的输入输出电压同相，由此可知整个放大电路的输入与输出同相，故可用两个电阻将输出电压信号反馈到输入级。3 设计方框图MOSFET共源放大电路 负反馈 三极管共射放大电路 三极管共集电极放大 电路 - 21 - 4 各部分电路设

9、计及参数计算4.1 MOSFET共源极放大输入级 该级是用N沟道增强型MOSFET构成的共源极放大电路，具有输入输出电压反相，输入电阻大等特点。4.1.1 静态分析 该级电路的直流通路如图4.1.1所示。 图4.1.1由于流过R3的电流几乎为零，故有 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 带入参数 ，得 漏源电压为 因为 ，所以说明NMOS管工作在饱和区，前面的假设正确。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输入电阻小信号互导为 出处：课本 209页 式5.1.18参数，场效应管的输出电

10、阻输出电压为而故4.2 三极管共射极放大中间级 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。4.2.1 静态分析 该级电路的直流通路如图4.2.1所示。 图4.2.1 参数，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 出处：课本130页 式4.3.7b由于各种因素的影响使得变得很小，其值约为。4.3 三极管共集电极放大输出级 三极管共集电极放大电路具有输入输出电压同相，输出电阻小且适用于高频或宽频带电路等特点。4.3.1 静态分析该级电路的直流通路如图4.3.1所示。 图4.3.1 参数，4.3.2 动态分析 该级电路的小信号模型等效电

11、路如图4.3.2所示。 图4.3.2 出处：课本130页 式4.3.7b4.4 反馈回路 MOSFET负反馈放大电路如图4.4所示。 图4.4由于故 ，所以闭环增益 ，即，整个电路的空载放大增益为闭环输入电阻 闭环输出电阻 4.5 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。4.5.1 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。同时因共集放大电路的射极跟随作用，在一定频率范围内，有，因而密勒效应很小，所以共集电极电路的高频响应特性也较好，上限截止频率很高，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，

12、如图4.5.1所示。 图4.5.1 因此有， ，其中 因为参数，故= 4.5.2 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 MOSFET共源极放大输入级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，因为 ，所以说明NMOS管工作在饱和区。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 三极管共射极放大中间级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5.2.1所示 图5.

13、2.1 由此可知，实际的，则有，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 三极管共集电极放大输出级5.3.1 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5.3.1所示。 图5.3.1由此可知，实际的,则有，5.3.2 电压增益 该级电路的输入输出电压有效值如图5.3.2所示。 图5.3.2因此有，该级电路的实际电压增益为5.4 整个电路的实际电压增益 5.5 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

14、时电路通频带为 6 元器件清单序号 名称 型号 数量1 电阻 14 2 电容 7 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 三极管 2N2714 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： 0.0

15、0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： 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 2N2714数据库名称： 主数据库系列组： transistors系列： BJT_NPN名称： 2N2714作者： TL日期： February 06

16、,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： 0.00 小 结 时光荏苒，短短一周的模电课设一晃而过，这次课设对我来说十分珍贵，我获益匪浅。首先，这次课设加深了我对模电的认识。表面看来，我的这次课设工作量似乎不多，但实则不然。在我看来，这次课设内容包含了课本上很大一部分内容，要设计出符合要求的电路必须对这些内容要非常了解才行,我一边复习一边设计自己的电路图。在此过程中，我不断构思，不断设计电路图，不断计算，同时也请教老师和同学，用了将近五个草稿本。最后我不但设计出了电路，

17、计算出了各种参数，而且对有关的内容更加了解，这是我值得高兴的地方。其次，这让我再次意识到获取知识的紧迫性。这次课设中用到了许多知识，其中包括multisim 10的有关知识，Word文档或WPS文字处理的相关知识，画图的相关知识，电脑本身的相关知识等等。我们在以后还要用到像matlab、VC+等有关的知识，如果不抓紧时间学习各种与自己专业相关的知识，后果不堪设想。最后，我认识到了我周围的一切对于我的重要性。这次课设，如果没有老师的悉心指导，没有同学的及时帮助，没有图书馆图书对我的帮助，这次课设的任务我不敢保证能够按时完成。我周围的一切对我来说非常重要，值得我加倍珍惜。总之，在这次课设过程中，我过得很充实，这次课设的意义重大。致 谢 我之所以能够按时、顺利地完成模电课程设计的任务，一方面是由于XX老师的悉心指导。在课设期间，老师总是耐心、详细地回答我的所有疑问，令我茅塞顿开，获益匪浅。还有就是老师在课设时对历届同学遇到过的问题的讲解，让我们避免了走过多的弯路。老师在我的课设过程中起了关键作用。对于老师的帮助，我在此表示衷心的感谢！另一方面，是由于同学的相互帮助。在这相对较短的时间内，每个人都必须设计出不同的方案，这对一个人来说难度确实较大，但对于一个集体而言，难