场效应管放大电路.ppt

4 场效应管放大电路,4.1 结型场效应管,4.3 金属-氧化物-半导体场效应管,4.4 场效应管放大电路,4.5 各种放大器件电路性能比较,*4.2 砷化镓金属-半导体场效应管,类比：与BJT放大电路,自学（归纳、比较）,MOS管，简单介绍,掌握场效应管的工作原理 注意与BJT的异同点,2,多级放大电路,输入级Ri,中间放大级AV ,输出级Ro ,共集、共射,共射、共基,共集,第4章 场效应管,第6.2节 差分放大电路,2个信号相减,第5章 功率放大电路,直接耦合零漂,Ri,RL特别小,第6.1节 电流源,第6章 集成运算放大器,性能改善,第7章 反馈技术、方法,第8、9、10章 运算放大器应用 各种功能电路,3,已知图示放大电路中三极管的 =60，rbe=3k。 (1) 若电容C3断开，求Ri (2) 接上C3后，求Ri 。,分析举例,4,引言,4 场效应管放大电路,1、问题的引出,2、分类,进一步提高Ri ， 但BJT的Je正偏，rbe较小,FET 场效应管,JFET 结型,MOSFET 绝缘栅型,N沟道,P沟道,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,（耗尽型）,5,4.1 结型场效应管, 结构, 工作原理, 输出特性, 转移特性, 主要参数,4.1.1 JFET的结构和工作原理,4.1.2 JFET的特性曲线及参数,6,4.1.1 JFET的结构和工作原理,1. 结构,7,4.1.1 JFET的结构和工作原理,1. 结构,N型导电沟道,漏极D(d),源极S(s),沟道电阻 长度、宽度、掺杂,反偏的PN结 反偏电压控制耗尽层,结构特点:,栅极G(g),8,4.1.1 JFET的结构和工作原理,2. 工作原理, VGS对沟道的控制作用, VDS对沟道的影响, VGS=0, VGS0 (反偏), VGS= VP,耗尽层加厚,|VGS | 增加,沟道变窄,沟道电阻增大,全夹断（夹断电压）,9,4.1.1 JFET的结构和工作原理,2. 工作原理, VDS对沟道的影响, VDS ID ,GD间PN结的反向电压增加,使靠近 漏极处的耗尽层加宽,呈楔形分布。, VGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。, VDS 夹断区延长,但ID基本不变,10,2. 工作原理, VGS和VDS同时作用时,11,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， 所以场效应管也称为单极型三极管。,JFET是电压控制电流器件，iD受vGS控制,预夹断前iD与vDS呈近似线性关系； 预夹断后， iD趋于饱和。,# 为什么JFET的输入电阻比BJT高得多？,JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此 iG0，输入电阻很高。,4.1.1 JFET的结构和工作原理,12,4.1.2 JFET的特性曲线及参数,# JFET有正常放大作用时，沟道处于什么状态？,2. 转移特性,VP,1. 输出特性,13,4.1.2 JFET的特性曲线及参数,3. 主要参数, 夹断电压VP (或VGS(off)：, 饱和漏极电流IDSS：,漏极电流约为零时的VGS值 。,VGS=0时对应的漏极电流。, 直流输入电阻RGS：,结型FET，反偏时RGS约大于107。, 最大漏极功耗PDM, 最大漏源电压V(BR)DS ；最大栅源电压V(BR)GS, 输出电阻rd：, 低频跨导gm：,或,低频跨导反映了vGS对iD的控制作用。 gm可以在转移特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。,14,4.3 金属-氧化物-半导体场效应管,FET 场效应管,JFET 结型,MOSFET 绝缘栅型,N沟道,P沟道,增强型,耗尽型,N沟道,P沟道,N沟道,P沟道,（耗尽型）,15,4.3.1 N沟道增强型MOSFET,1. 结构,16,4.1.1 N沟道增强型MOSFET,2. 工作原理,17,4.1.1 N沟道增强型MOSFET,2. 工作原理,18,N沟道增强型MOS管,N沟道耗尽型MOS管,4.3.2 N沟道耗尽型MOSFET,19,vGS =VP,vGS =VT,4.3.3 各种FET的特性比较,20,21,4.4 场效应管放大电路, 直流偏置电路, 静态工作点, FET小信号模型, 动态指标分析, 三种基本放大电路的性能比较,4.4.1 FET的直流偏置及静态分析,4.4.2 FET放大电路的小信号模型分析法,22,4.4.1 FET的直流偏置电路及静态分析,对直流偏置电路的要求,VP,# JFET有正常放大作用时，沟道处于什么状态？,23,4.4.1 FET的直流偏置电路及静态分析,1. 直流偏置电路,（1）分压式自偏压电路,（2）自偏压电路,vGS,vGS =,0 iDR,24,Q点：,VGS 、,ID 、,VDS,vGS =,VDS =,已知VP ，由,VDD,- ID (Rd + R ),- iDR,可解出Q点的VGS 、 ID 、 VDS,25,4.4.2 FET放大电路的小信号模型分析法,1. FET小信号模型,（1）低频模型,26,（2）高频模型,27,2. 动态指标分析,（1）中频小信号模型,28,2. 动态指标分析,（2）中频电压增益,（3）输入电阻,（4）输出电阻,忽略 rD,由输入输出回路得,则,通常,则,29,例4.4.2 共漏极放大电路如图示。试求中频电压增益、输入电阻和输出电阻。,（2）中频电压增益,（3）输入电阻,得,解：,（1）中频小信号模型,由,例题,30,（4）输出电阻,所以,由图有,例题,31,3. 三种基本放大电路的性能比较,组态对应关系：,CE,BJT,FET,CS,CC,CD,CB,CG,BJT,FET,CE：,CC：,CB：,CS：,CD：,CG：,32,3. 三种基本放大电路的性能比较,CE：,CC：,CB：,CS：,CD：,CG：,CE：,CC：,CB：,CS：,CD：,CG：,33,解：,画中频小信号等效电路,则电压增益