第八章分立元件放大电路(四)

§8.2场效应管放大电路12§8.4场效应管放大电路一、场效应管的特性、参数与微变等效模型二、基本共源放大电路三、基本共漏放大电路四、基本共栅放大电路

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。单极型管∶噪声小、抗辐射能力强、低电压工作一、场效应管的特性、参数与微变等效模型三个电极的对应情况：BJTFET基极b栅极g集电极c漏极d发射极e源极s截止区截止区放大区恒流区饱和区可变电阻区三个工作区的对应情况：3一、场效应管的特性、参数与微变等效模型41.各类场效应管的符号5一、场效应管的特性、参数与微变等效模型1.各类场效应管的符号按特性分增强型耗尽型uGS=0时，iD

=0uGS=0时，iD

0各种管子的输出特性形状是一样的，只是控制电压UGS不同。6一、场效应管的特性、参数与微变等效模型2.场效应管的特性曲线转移特性输出特性增强型：耗尽型：

3.工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＞0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？uGS＜0才可能工作在恒流区的场效应管有哪几种？一、场效应管的特性、参数与微变等效模型7一、场效应管的特性、参数与微变等效模型84.场效应管的主要参数一、直流参数

1.结型场效应管和耗尽型MOSFET

(1)饱和漏极电流IDSS(IDO)：对应uGS=0时的漏极电流。

(2)夹断电压UGS(off)：当栅源电压uGS=UGS(off)时，iD=0。2.

增强型MOSFET

开启电压UGS(th)：当uGS>uGS(th)时，导电沟道才形成，iD≠0。

3.输入电阻RGS

对结型场效应管，RGS在108~1012Ω之间。对MOS管，RGS在1010~1015Ω之间。

通常认为RGS→∞。

一、场效应管的特性、参数与微变等效模型9

二、极限参数

场效应管也有一定的运用极限，若超过这些极限值，管子就可能损坏。场效应管的极限参数如下：

(1)栅源击穿电压U(BR)GS

(2)漏源击穿电压U(BR)DS

(3)最大功耗PDM：PDM=ID·UDS4.场效应管的主要参数一、场效应管的特性、参数与微变等效模型102.输出电阻rds输出电阻rds定义为4.场效应管的主要参数三、交流参数1.跨导gm

定义为gm的大小可以反映栅源电压uGS对漏极电流iD的控制能力的强弱。gm可以从转移特性或输出特性中求得，也可以用公式计算出来。说明了uDS对iD的影响。是输出特性某一点上切线斜率的倒数。

一、场效应管的特性、参数与微变等效模型11用有效值表示，上式可改写为通常rds较大，对Id的影响可以忽略，则5.场效应管的微变等效模型一、场效应管的特性、参数与微变等效模型12画出该式所对应的等效电路如图所示5.场效应管的微变等效模型rds一般在几十kΩ到几百kΩ微变等效模型可以近似为13二、基本共源放大电路为保证MOS管工作在恒流区：输入回路：

加栅极电源VGG，

使其大于开启电压UGS(th)输出回路：

加漏极电源VDD，作为负载的能量，并使漏-源电压大于夹断电压Rd：

将漏极电流iD的变化转换为电压uDS的变化，实现电压放大（与共射中的Rc作用相同）为使信号源与放大电路“共地”，并采用单电源供电:自给栅偏压放大电路分压偏置放大电路1.基本共源放大电路14二、基本共源放大电路2.自给栅偏压放大电路直流通路静态分析：栅极绝缘输入电流IG=0静态分析即求UGSQ、UDSQ和IDQ15二、基本共源放大电路2.自给栅偏压放大电路静态分析：由正电源获得负偏压,称为自给偏压①列出输入回路电压方程②假设管子工作在恒流区，由耗尽型场效应管的电流方程可得③列出输出回路电压方程16二、基本共源放大电路2.自给栅偏压放大电路动态分析交流等效电路微变等效电路17二、基本共源放大电路①电压放大倍数②输入电阻③输出电阻2.自给栅偏压放大电路动态分析18二、基本共源放大电路3.分压偏置放大电路（Q点稳定）静态分析：栅极绝缘RG上电流为0①求出栅极的分压UG②列出输入回路电压方程③假设管子工作在恒流区，由增强型场效应的电流方程可得④列出输出回路电压方程

S19二、基本共源放大电路3.分压偏置放大电路动态分析20二、基本共源放大电路3.分压偏置放大电路动态分析①电压放大倍数②输入电阻③输出电阻例1：电路如图（1）画直流通路；（2）画微变等效电路；（3）求Av、ri、ro的表达式21例2：场效应管放大器电路如图所示，已知工作点的gm=5mA/V，试画出低频小信号等效电路，并计算增益Au。2223例3：电路如图，已知工作点的gm=5mA/V，求动态分析24s（除掉vgs）放大倍数在输入电阻上的分压2526三、基本共漏放大电路静态工作点与共源放大电路一样动态分析①电压放大倍数②输入电阻27三、基本共漏放大电路动态分析

③输出电阻28三、基本共漏放大电路动态分析（1）电压增益Au（2）输入电阻Ri（3）输出电阻Ro四、基本共栅放大电路29组态对应关系：CEBJTFETCSCCCDCBCGBJTFET电压增益：CE：CC：CB：CS：CD：CG：30输出电阻：BJTFET输入电阻：CE：CC：CB：CS：CD：CG：CE：CC：CB：CS：CD：CG：31例4：设gm=3mA/V，=50，rbe=1.7k前级:场效应管共源极放大器后级:晶体管共射极放大器求：总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。+VCCRS3M(+24V)R120k10kC2C3R4R3RLRE282k43k10k8k10kC1RCT1RE1CE2T2CE1RD10kR21M32（1）估算各级静态工作点:（略）（2）动态分析:

微变等效电路首先计算第二级的输入电阻：

Ri2=

R3//R4//rbe=82//43//1.7=1.7kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds33第二步：计算各级电压放大倍数R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds34第三步：计算输入电阻、输出电阻Ri=R1//R2=3//1=0.75MRo=RC=10kR3R4RCRLRSR2R1RDrbegds35第四步：计算总电压放大倍数Av=Av1Av2=(-4.4)(-147)=647R3R4RCRLRSR2R1RDrbegds3637RB+ECRCC1C2TRLuiuo简单的固定偏置共射极放大器静态分析：求IB，IC和UCEIc=IB内容回顾38分压偏置放大电路静态分析戴维南等效电路法：估算法：内容回顾39内容回顾动态分析之微变等效电路法三极管微变等效电路40场效应管的微变等效模型内容回顾动态分析之微变等效电路法41两级放大电路分析