模拟电子技术基础.ppt

与双极型晶体管相似 场效应管也可接成三种基本放大电路 它们是共源极 共漏极和共栅极放大电路 分别与双极型晶体管的共发射极 共集电极和共基极放大电路相对应 为了使场效应管放大电路能线性地放大信号 管子应工作于放大区 为此 必须设置合适的静态工作点 以保证在信号的整个周期内场效应管均工作于放大区 3 4场效应管放大电路 3 4 1场效应管的偏置及其电路的静态分析 1 自给偏压 IDQ USQ IDQRS UGSQ IDQRS 1 电路 2 自给偏压原理 3 静态分析 a 方法一 图解法 a 列写输出回路方程 c 作图 b 列写输入回路方程 a b c d e a b c d e IDQ M N Qo UDSQ Qi UGSQ 作输出回路直流负载线 作控制特性 作输入回路直流负载线 b 方法二 估算法 输入回路方程 当管子工作于放大区时 两式联立可求得IDQ 由此可得 例 在图示电路中 VDD 18V RD 3k RS 1k RG 1M FET的IDSS 7mA UGS off 8V 试求UGSQ IDQ和UDSQ 将有关数据代入上式 得 UGSQ 2 9V 联立求解 得 IDQ 2 9mA 因IDQ不可能大于IDSS IDQ2这一解无实际意义 应该舍去 故 2 分压式偏置 图中 1 电路 2 静态分析 故 分压式偏置 增强型 耗尽型 两种偏置电路适用的FET 自给偏压 耗尽型 3 信号的输入和输出 常用的耦合方式 阻容耦合 变压器耦合 直接耦合 一种典型的阻容耦合共源极放大电路 3 4 2场效应管组成的三种基本放大电路 1 共源极放大电路 微变等效电路 由图可知 式中 a 求电压放大倍数 由图可知 b 求输入电阻Ri 根据输出电阻的定义 由图可知 画出求输出电阻的等效电路 c 求输出电阻Ro 例 共源极放大电路如图所示 其中VDD 30V RD 3k RS 1k RG 1M RL 5 1k FET的IDSS 7mA UGS off 8V 各电容器的电容量足够大 试求该放大电路的Au Ri和Ro的值 解 先求Q点值 它们的值分别为 1 13mS 故 gmR L 1 13 3 5 1 2 1 Ri RG 1M 因UDSQ UGSQ UGS off FET工作于放大区 IDQ 2 9mA UGSQ 2 9V UDSQ 18 4V 4 共源极放大电路的电压放大能力通常低于共射极放大电路 小结 场效应管共源极放大电路与晶体管共射极放大电路的性能相似 1 有电压放大能力 2 输出电压与输入电压的相位相反 3 输出电阻较高 5 共源极放大电路的输入电阻远远大于共射极放大电路的输入电阻 2 共漏极放大电路 微变等效电路 由图可知 式中 a 求电压放大倍数 输入电阻 b 求输入电阻Ri c 求输出电阻Ro 求Ro的等效电路 由图可知 故电路的输出电阻 例 在图示电路中 已知电路元件参数RG 1M RS RL 10k C1 C2 1 F 信号源内阻rs 50 图中未画出 场效应管3DJ7G的gm 3mS Cgs 8pF Cgd 3pF Cds 1pF rds的影响可以忽略 试求 a 放大电路的Au Ri Ro b 放大电路上限截止频率fH的值 解 a 0 33k b 考虑场效应管极间电容 画出电路的高频微变等效电路 放大电路的高频区微变等效电路 对栅源极间电容Cgs进行密勒等效 密勒等效后的高频区微变等效电路 分别单独考虑输入回路和输出回路时间常数时 电路的上限截止频率分别为 由于fH1 fH2 所以放大电路的上限截止频率为 由以上分析可见 共漏极放大电路输入回路的密勒等效电容极小 输出回路的密勒等效电容为负值 削弱了输出回路电容的作用 并且电路输出电阻非常小 所以 共漏极放大电路的高频特性好 频带宽 3 共栅极放大电路 微变等效电路 a 求电压放大倍数 故 由于 b 求输入电阻Ri 故 c 求输出电阻Ro 画出求Ro的等效电路 由于 ugs ui 0 1 比较