场效应管及其放大电路

1、2021/3/111 第四章 场效应管及其放大电路 2021/3/112 场效应管根据结构不同分为哪两大类？场效应管根据结构不同分为哪两大类？ 何谓耗尽型？何谓增强型？何谓耗尽型？何谓增强型？VP夹断电压和夹断电压和VT开启电压开启电压 分别是何种类型场效应管的重要参数之一？分别是何种类型场效应管的重要参数之一？ 场效应管有哪三个电极？和场效应管有哪三个电极？和BJT管如何对应？管如何对应？ 场效应管的两个电压场效应管的两个电压VGS和和VDS分别起何主要作用？分别起何主要作用？ 场效应管输出特性曲线分为哪几个区？作放大时工作场效应管输出特性曲线分为哪几个区？作放大时工作 在哪个区？为什么？在

2、哪个区？为什么？ 场效应管是双极型场效应管是双极型 ？单极型？电压控制器件还是电流？单极型？电压控制器件还是电流 控制器件？它的输入电阻如何？（与控制器件？它的输入电阻如何？（与BJT对比）对比） 根据场效应管特点作放大时，应如何合理设置根据场效应管特点作放大时，应如何合理设置Q点？点？ 2021/3/113 场效应管是电压控制器件。场效应管是电压控制器件。 它具有输入阻抗高，噪声低的优点。它具有输入阻抗高，噪声低的优点。 本章是本课程的难点，但不是本课程的重点。本章是本课程的难点，但不是本课程的重点。 由于学时数少，又因为场效应管放大电路与由于学时数少，又因为场效应管放大电路与 三极管放大电

3、路有许多相同之处，所以，本章学三极管放大电路有许多相同之处，所以，本章学 习采用对比学习法，即将场效应管与三极管放大习采用对比学习法，即将场效应管与三极管放大 电路比较，了解相同点，掌握不同点。电路比较，了解相同点，掌握不同点。 2021/3/114 三极管特点三极管特点 电流控制器件（基极电流控制晶体管导电能力）电流控制器件（基极电流控制晶体管导电能力） 输入阻抗不高输入阻抗不高 双极型器件（两种载流子：多子少子参与导电）双极型器件（两种载流子：多子少子参与导电） 噪声高噪声高 场效应管特点场效应管特点 电压控制器件（用电压产生电场来控制器件电压控制器件（用电压产生电场来控制器件 的导电能力

4、）故称为的导电能力）故称为Field Effect Transistor 输入阻抗极高输入阻抗极高 单极型器件（一种载流子：多子参与导电）单极型器件（一种载流子：多子参与导电） 噪声小噪声小 缺点速度慢缺点速度慢 2021/3/115 oi RRA、 Q、 图解法，估算法，微变等效电路法图解法，估算法，微变等效电路法 三极管三极管场效应管场效应管 三极管放大器三极管放大器场效应管放大器场效应管放大器 分析方法分析方法分析方法分析方法 2021/3/116 场效应三极管（场效应三极管（FET） 只有一种载流子参与导电，且利用电场效应来控制只有一种载流子参与导电，且利用电场效应来控制 电流的三极管

5、，称为电流的三极管，称为场效应管场效应管，也称，也称单极型三极管。单极型三极管。 场效应管分类场效应管分类 结型场效应管（结型场效应管（JFET） 绝缘栅场效应管（绝缘栅场效应管（MOSFET） 特点特点 单极型器件单极型器件( (一种载流子导电一种载流子导电) )； 输入电阻高；（输入电阻高；（1071015 ） 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 噪声低、成本低等。噪声低、成本低等。 2021/3/117 N沟道（相当于沟道（相当于NPN） P沟道（相当于沟道（相当于PNP） 增强型增强型 耗尽型耗尽型 N沟道（沟道（NPN） P 沟道沟道 （PNP） N

6、沟道（沟道（NPN） P沟道沟道 （PNP） （耗尽型）（耗尽型） FET 场效应管场效应管 JFET 结型结型 MOSFET 绝缘栅型绝缘栅型 FET分类：分类： 2021/3/118 D S G N 符符 号号 结型场效应管（结型场效应管（JFET） 一、结构一、结构 图图N 沟道结型场效应管结构图沟道结型场效应管结构图 N 型型 沟沟 道道 N型硅棒型硅棒 栅极栅极 源极源极 漏极漏极 P+P+ P 型区型区 耗尽层耗尽层 ( (PN 结结) ) 在漏极和源极之间加在漏极和源极之间加 上一个正向电压，上一个正向电压，N 型半型半 导体中多数载流子电子可导体中多数载流子电子可 以导电。以导

7、电。 导电沟道是导电沟道是 N 型的，型的， 称称 N 沟道结型场效应管沟道结型场效应管。 2021/3/119 P 沟道场效应管沟道场效应管 图图 P沟道结型场效应管结构图沟道结型场效应管结构图 N+N+ P 型型 沟沟 道道 G S D P 沟道场效应管是在沟道场效应管是在 P 型硅棒的两侧做成高掺杂型硅棒的两侧做成高掺杂 的的 N 型区型区( (N+) )，导电沟道导电沟道 为为 P 型型，多数载流子为空，多数载流子为空 穴。穴。 符号符号 G D S 2021/3/1110 N沟道沟道 MOSFET 耗尽型耗尽型 增强型增强型 P沟道沟道 N沟道沟道 P沟道沟道 绝缘栅型场效应管的类别

8、绝缘栅型场效应管的类别 4.3 4.3 绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（MOSFETMOSFET） 结型场效应管的输入电阻虽然可达结型场效应管的输入电阻虽然可达106109 ，在使用，在使用 中若要求输入电阻更高，仍不能满足要求。绝缘栅型场效应中若要求输入电阻更高，仍不能满足要求。绝缘栅型场效应 管又称为金属管又称为金属-氧化物氧化物-半导体场效应管（半导体场效应管（MOSFET）具有更高）具有更高 输入电阻，可高达输入电阻，可高达1015 。且有制造工艺简单、适于集成等。且有制造工艺简单、适于集成等 优点。优点。 增强型增强型MOS管在管在vGS=0时，无导电沟道。时，无导电沟道。 耗尽

9、型耗尽型MOS管在管在vGS=0时，已有导电沟道存在。时，已有导电沟道存在。 2021/3/1111 P N+ SGD N+ 以以P型半导体作衬底型半导体作衬底 形成两个形成两个PN结结 SiO2保护层保护层 Al金属电极金属电极 从衬底引出电极从衬底引出电极 两边扩散两个两边扩散两个 高浓度的高浓度的N区区 Al金属电极金属电极 Al金属电极金属电极 N沟道增强型沟道增强型MOSFET 2021/3/1112 P N+ S G D N+ 半导体半导体 Semiconductor 氧化物氧化物 Oxide 金属金属 Metal 表示符号表示符号 G S D MOSFET 2021/3/1113

10、 N P+ S G D P+ P沟道增强型沟道增强型MOSFET的结构的结构 表示符号表示符号 G S D 2021/3/1114 P N+ SGD N+ N沟道增强型沟道增强型MOSFET的工作原理的工作原理 GS v DS v + + 与与JFET相似，相似， MOSFET的工作原的工作原 理同样表现在：理同样表现在： 栅压栅压vGS对沟道导对沟道导 电能力的控制，电能力的控制， 漏源电压漏源电压vDS对漏对漏 极电流的影响。极电流的影响。 2021/3/1115 P N+ SGD N+ N沟道增强型沟道增强型MOSFET的工作原理的工作原理 GS v DS v + + (1) vGS对沟

11、道的控制作用对沟道的控制作用 当当vGS=0时，时， 漏源极间是两个背靠漏源极间是两个背靠 背的背的PN结，无论漏源结，无论漏源 极间如何施加电压，极间如何施加电压， 总有一个总有一个PN结处于反结处于反 偏状态，漏偏状态，漏-源极间没源极间没 有导电沟道，将不会有导电沟道，将不会 有漏电流出现有漏电流出现iD0。 2021/3/1116 N沟道增强型沟道增强型MOSFET的工作原理的工作原理 vDS= 0 vGS增加，作用于半导增加，作用于半导 体表面的电场就越强，体表面的电场就越强， 吸引到吸引到P衬底表面的电衬底表面的电 子就越多，导电沟道子就越多，导电沟道 越厚，沟道电阻越小。越厚，沟

12、道电阻越小。 P N+ SGD N+ GS v DS v + + 开始形成沟道时的栅开始形成沟道时的栅 源极电压称为源极电压称为开启电开启电 压，用压，用VT表示表示。 导电沟道增厚导电沟道增厚 沟道电阻减小沟道电阻减小 2021/3/1117 P N+ SGD N+ N沟道增强型沟道增强型MOSFET的工作原理的工作原理 GS v DS v + + (1) vGS对沟道的控制作用对沟道的控制作用, vDS=0 当当vGSVT时，电场增强时，电场增强 将将P衬底的电子吸引到表衬底的电子吸引到表 面，这些电子在栅极附面，这些电子在栅极附 近的近的P衬底表面便形成一衬底表面便形成一 个个N型薄层，

13、称为型薄层，称为反型层反型层 形成导电沟道形成导电沟道 出现反型层出现反型层 且与两个且与两个N+区相连通，区相连通， 在漏源极间形成在漏源极间形成N型导电型导电 沟道沟道。 2021/3/1118 N沟道增强型沟道增强型MOSFET的工作原理的工作原理 综上所述：综上所述： N沟道沟道MOS管在管在vGSVT时，时， 不能形成导电沟道，管子不能形成导电沟道，管子 处于截止状态。处于截止状态。 这种必须在这种必须在vGSVT时才能形时才能形 成导电沟道的成导电沟道的MOS管称为管称为 增强型增强型MOS管管。 只有当只有当vGSVT时，方能形成时，方能形成 沟道。沟道。 P N+ SGD N+

14、 GS v DS v + + 沟道形成以后，在漏沟道形成以后，在漏-源极源极 间加上正向电压间加上正向电压vDS，就有，就有 漏极电流产生。漏极电流产生。 2021/3/1119 MOS管的伏安特性用管的伏安特性用输出特性输出特性和和转移特性转移特性描述描述 MOSFET的特性曲线的特性曲线 输出特性输出特性 CvDSD GS )|f(vi 转移特性转移特性 CvSD S )|f(vi D G 输出特性输出特性 当栅源电压当栅源电压|vGS|=C为常量时，漏极电流为常量时，漏极电流iD与漏源电压与漏源电压vDS之之 间的关系。间的关系。 与与BJT类似，输出特性曲线也分为类似，输出特性曲线也分

15、为 可变电阻区可变电阻区、饱和区饱和区、截止区截止区和和击击 穿区穿区几部分。几部分。 D i GS v DS v G i + + 2021/3/1120 输出特性输出特性 TGS Vv TGS Vv MOSFET的特性曲线的特性曲线 CvDSD GS )|f(vi 2 4 0 6 1020 mA/ D i V DS /v TGSDS Vvv 可变电阻区可变电阻区 放大区放大区 截止区截止区 击穿区击穿区 2021/3/1121 0 V GS /v VV2 T VVv2 TGS 2 4 0 6 1020 mA/ D i V DS /v TGSDS Vvv 转移特性曲线转移特性曲线 Vv3 GS

16、 Vv4 GS V3V4 mA/ D i Vv10 DS 输出特性曲线输出特性曲线 MOSFET的特性曲线的特性曲线 2021/3/1122 耗尽型耗尽型NMOS管管 1). 耗尽型耗尽型NMOS管结构示意图管结构示意图 sgd N+N+ SiO2 Al b 耗尽层耗尽层 （导电沟道）（导电沟道） 反型层反型层 P 耗尽型耗尽型NMOS管管在在 vGS=0时，漏源极间时，漏源极间 已有导电沟道产生，已有导电沟道产生， 通过施加负的栅源电通过施加负的栅源电 压（夹断电压）使沟压（夹断电压）使沟 道消失，而道消失，而增强型增强型 NMOS管管在在vGSVT时时 才出现导电沟道。才出现导电沟道。 2

17、021/3/1123 耗尽型耗尽型NMOS管管 1). 耗尽型耗尽型NMOS管结构示意图管结构示意图 sgd N+N+ SiO2 Al b 耗尽层耗尽层 （导电沟道）（导电沟道） 反型层反型层 P N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 符号符号 P沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 符号符号 G S D G S D 2021/3/1124 耗尽型耗尽型MOS管管 sgd N+N+ SiO2 Al b 耗尽层耗尽层 （导电沟道）（导电沟道） 反型层反型层 P N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 当当vGS为负时，沟道变窄，为负时，沟道变窄， 沟道电阻变大，沟道电阻变大，iD减小。减小。 当当vGS负向增加

18、到某一数负向增加到某一数 值时，导电沟道消失，值时，导电沟道消失， iD趋于零，管子截止；趋于零，管子截止； 使沟道消失时的栅源电使沟道消失时的栅源电 压称为压称为夹断电压，用夹断电压，用VP 表示。表示。 2). 耗尽型耗尽型MOS管原理管原理 2021/3/1125 耗尽型耗尽型MOS管管 在饱和区内，耗尽型在饱和区内，耗尽型MOS管的电流方程与结型场效应管的电管的电流方程与结型场效应管的电 流方程相同，即流方程相同，即 3). 耗尽型耗尽型MOS管电流方程（管电流方程（增强型增强型MOSMOS管见书管见书） 2 P GS DSSD V v 1Ii PGS Vv 2021/3/1126 场

19、效应管与三极管的性能比较场效应管与三极管的性能比较 1场效应管的源极场效应管的源极s、栅极、栅极g、漏极、漏极d分别对应于三极管分别对应于三极管 的发射极的发射极e、基极、基极b、集电极、集电极c，它们的作用相似。，它们的作用相似。 2场效应管是电压控制电流器件，由场效应管是电压控制电流器件，由vGS控制控制iD，其跨导，其跨导 gm一般较小，因此场效应管的放大能力较差；三极管是一般较小，因此场效应管的放大能力较差；三极管是 电流控制电流器件，由电流控制电流器件，由iB控制控制iC。 3场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。因此 场效应管栅极几乎不

20、取电流；而三极管工作时基极总要场效应管栅极几乎不取电流；而三极管工作时基极总要 吸取一定的电流。吸取一定的电流。 2021/3/1127 场效应管与三极管的性能比较场效应管与三极管的性能比较 4场效应管场效应管多子参与导电；三极管有多子和少子两种多子参与导电；三极管有多子和少子两种 载流子参与导电；所以场效应管比三极管的噪声小，在低载流子参与导电；所以场效应管比三极管的噪声小，在低 噪声放大电路的输入级应选用场效应管。噪声放大电路的输入级应选用场效应管。 5场效应管源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大；场效应管源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大； 而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特

21、性差异很大，而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大， b b值将减小很多。值将减小很多。 6场效应管制造工艺简单，且具有功耗低等优点；因而场场效应管制造工艺简单，且具有功耗低等优点；因而场 效应管易于集成，被广泛用于大规模和超大规模集成电路效应管易于集成，被广泛用于大规模和超大规模集成电路 中。中。 2021/3/1128 D S G N 符符 号号 结型场效应管结型场效应管 一、结构一、结构 图图N 沟道结型场效应管结构图沟道结型场效应管结构图 N 型型 沟沟 道道 N型硅棒型硅棒 栅极栅极 源极源极 漏极漏极 P+P+ P 型区型区 耗尽层耗尽层 ( (PN 结结) ) 在漏极

22、和源极之间加在漏极和源极之间加 上一个正向电压，上一个正向电压，N 型半型半 导体中多数载流子电子可导体中多数载流子电子可 以导电。以导电。 导电沟道是导电沟道是 N 型的，型的， 称称 N 沟道结型场效应管沟道结型场效应管。 2021/3/1129 P 沟道场效应管沟道场效应管 图图 P沟道结型场效应管结构图沟道结型场效应管结构图 N+N+ P 型型 沟沟 道道 G S D P 沟道场效应管是在沟道场效应管是在 P 型硅棒的两侧做成高掺杂型硅棒的两侧做成高掺杂 的的 N 型区型区( (N+) )，导电沟道导电沟道 为为 P 型型，多数载流子为空，多数载流子为空 穴。穴。 符号符号 G D S

23、 2021/3/1130 MOSFET符号符号 增强型增强型 耗尽型耗尽型 N沟道沟道 G S D P沟道沟道 G S D G S D G S D JFET符号符号 d g s d g s 耗尽型耗尽型 2021/3/1131 场效应管放大电路的三种组态场效应管放大电路的三种组态 场效应管放大电路场效应管放大电路 根据场效应管在放大电路中的连接方式，场效应管放大根据场效应管在放大电路中的连接方式，场效应管放大 电路分为三种组态：共源极电路、共栅极电路和共漏极电路电路分为三种组态：共源极电路、共栅极电路和共漏极电路 共源极电路（对应共射电路）：共源极电路（对应共射电路）： 栅极是输入端，漏极是输

24、出端，源极是输入输出的公共电极。栅极是输入端，漏极是输出端，源极是输入输出的公共电极。 共栅极电路（对应共基电路）共栅极电路（对应共基电路） ： 源极是输入端，漏极是输出端，栅极是输入输出的公共电极。源极是输入端，漏极是输出端，栅极是输入输出的公共电极。 共漏极电路（对应共集电极电路）共漏极电路（对应共集电极电路） ： 栅极是输入端，源极是输出端，漏极是输入输出的公共电极。栅极是输入端，源极是输出端，漏极是输入输出的公共电极。 2021/3/1132 根据前面讲的场效应管的根据前面讲的场效应管的结构结构和和工作原理工作原理，和双，和双 极性三极管比较可知，场效应管极性三极管比较可知，场效应管具

25、有放大作用具有放大作用。 场效应管的三个极和双极性三极管的三个极存在场效应管的三个极和双极性三极管的三个极存在 着着对应关系对应关系即：即： G(栅极栅极)b(基极基极) S(源极源极)e(发射极发射极) D(漏极漏极)c(集电极集电极) 所以根据双极性三极管放大电路，可组成相应的所以根据双极性三极管放大电路，可组成相应的 场效应管放大电路。场效应管放大电路。 2021/3/1133 ID G RD S B UDS UGS 输输 入入 输输 出出 共源组态：共源组态： 输入：输入：GS 输出：输出：DS 三种工作组态三种工作组态 以以NMOS（E）为例：）为例： G RD D B UDS UG

26、S 输输 入入 输输 出出 共漏组态：共漏组态： 输入：输入：GD 输出：输出：SD ID G RD S B UDS 输输 入入 输输 出出 共栅组态：共栅组态： 输入：输入：SG 输出：输出：DG ID 2021/3/1134 (1) 静态：适当的静态工作点，使场效应管工作静态：适当的静态工作点，使场效应管工作 在恒流区，场效应管的偏置电路相对在恒流区，场效应管的偏置电路相对 简单。简单。 (2) 动态：能为交流信号提供通路。动态：能为交流信号提供通路。 组成原则：组成原则： 静态分析：静态分析： 估算法、图解法。估算法、图解法。 动态分析：动态分析： 微变等效电路法。微变等效电路法。 分析

27、方法：分析方法： 2021/3/1135 但由于两种放大器件但由于两种放大器件各自的特点各自的特点，故不能将双极，故不能将双极 性三极管放大电路的三极管简单地用场效应管取代，性三极管放大电路的三极管简单地用场效应管取代， 组成场效应管放大电路。组成场效应管放大电路。 双极性三极管是双极性三极管是电流控制器件电流控制器件，组成放大电路时，组成放大电路时， 应给双极性三极管应给双极性三极管设置偏置偏流设置偏置偏流。 而场效应管是而场效应管是电压控制器件电压控制器件，故组成放大电路时，故组成放大电路时， 应给场效应管应给场效应管设置偏置偏压设置偏置偏压： ，保证放大电路具有合适的工作保证放大电路具有

28、合适的工作 点，避免输出波形产生严重的非线性失真点，避免输出波形产生严重的非线性失真。 4.5.1 静态工作点与偏置电路静态工作点与偏置电路 2021/3/1136 由于场效应管种类较多，故采用的偏置电路，由于场效应管种类较多，故采用的偏置电路， 其其电压极性电压极性必须考虑。必须考虑。 以以N沟道为例：沟道为例： N沟道的结型场效应管只能工作在沟道的结型场效应管只能工作在UGS0， 而耗尽型工作在而耗尽型工作在UGS 0 UGSQ = 0 UGSQ 0 RL +VDD RD C2 CS + + + uo C1 + ui RG2 RS G S D RG1 RG3 该电路产生的该电路产生的栅源电

29、压可正可负栅源电压可正可负，所以适用于，所以适用于 所有的场效应管电路。所有的场效应管电路。 2021/3/1143 例例 1 耗尽型耗尽型 N 沟道沟道 MOS 管，管，RG = 1 M ， RS = 2 k ，RD= 12 k ，VDD = 20 V。 IDSS = 4 mA，UGS( (off) ) = 4 V，求，求 iD 和和 uO 。 2 GS(off) GS DSSD )1( U u Ii iG = 0 uGS = iDRS 2 D D ) 4 2 1(4 i i RD G D S RG RS iD + uO + VDD 2021/3/1144 045 D 2 D ii iD1=

30、 4 mA iD2= 1 mA uGS = 8 V1 时， v A 1。 共漏放大电路 比较共源和共漏组态放大电路的电压放大倍数公比较共源和共漏组态放大电路的电压放大倍数公 式，分子都是式，分子都是gmRL，分母对共源放大电路是，分母对共源放大电路是1， 对共漏放大电路是对共漏放大电路是(1+ gmRL)。 2021/3/1168 共漏放大电路的微变等效电路 输入电阻输入电阻 )/( g2g1gi RRRR 共漏放大电路 2021/3/1169 输出电阻输出电阻 计算输出电阻的计算输出电阻的原则与其它组态相同原则与其它组态相同， 将将微变等效电路改画为图改画为图03.35。 图03.35 求输

31、出电阻的微变等效电路 mmmds ds mds o o o gsomdsogsm ds o o 1 / 1)/(1 / )/1/(/ ,)/1/(/ )/( g R Rg R grR rR grR I V R VVgrRVVg rR V I 2021/3/1170 交流参数归纳如下 电压放大倍数 Lm Lm i o 1 Rg Rg V V Av m mds o o o 1 /)/1/(/ g RgrR I V R 输出电阻 输入电阻 Ri=Rg+(Rg1/Rg2) 2021/3/1171 4.5.5 4.5.5 共栅组态基本放大电路共栅组态基本放大电路 共栅组态共栅组态放大电路如图放大电路如图

32、03.3603.36所示，其所示，其 微变等效电路微变等效电路如图如图03.3703.37所示。所示。 图 03.36共栅组态放大电路 图 03.37 微变等效电路 (1)(1)直流分析直流分析 与共源组态放大电路相同。与共源组态放大电路相同。 2021/3/1172 LmLdm gs Ldgsm i o )/( )/( RgRRg V RRVg V V A v 图 03.36共栅组态放大电路 图 03.37 微变等效电路 (2)(2)交流分析交流分析 电压放大倍数电压放大倍数 输入电阻输入电阻 m m gsm gs gs i i i 1 / 1 1 g R g R Vg R V V I V

33、R 1)/()/1 ( )/1 ( mm m gR R gR gR 输出电阻输出电阻 RoRd 2021/3/1173 交流参数归纳如下 电压放大倍数 . LmLdm gs Ldgsm i o )/( )/( RgRRg V RRVg V V Av 输入电阻 m m gsm gs gs i i i 1 / 1 1 g R g R Vg R V V I V R 输出电阻 RoRd 2021/3/1174 4.5.6 4.5.6 三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较 组态对应关系：组态对应关系： CE BJTFET CS CCCD CBCG BJTFET 电压增益：电压增益： be

34、 Lc )/( r RR b b )/)(1( )/()1( Lebe Le RRr RR b b b b be Lc )/( r RR b b CE： CC： CB： )/( Ldm RRg )/(1 )/( Lm Lm RRg RRg )/( Ldm RRg CS： CD： CG： 2021/3/1175 beb /rR 输出电阻：输出电阻： c R )/)(1(/ Lebeb RRrRb b b b 1 )/( / bebs e rRR R b b 1 / be e r R c R BJTFET 输入电阻：输入电阻： CE： CC： CB： CS： CD： CG： )/( g2g1g3

35、RRR m 1 / g R )/( g2g1g3 RRR CE： CC： CB： CS： CD： CG： d R m 1 / g R d R 2021/3/1176 场效应管放大电路小结场效应管放大电路小结 (1) 场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。 (2) 场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出) 输入输出反相，电压放大倍数大于输入输出反相，电压放大倍数大于 1；输出电阻；输出电阻=RD。 (3) 场效应管源极跟随器输入输出同相，场效应管源极跟随器输入输出同相， 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1且约等于且约等于1；输；输 出电阻小。出电阻小。 20

36、21/3/1177 例例1： 场效应管的共源极放大电路场效应管的共源极放大电路 一、静态分析一、静态分析 求：求：UDS和和 ID。 。 设：设：UGUGS 则：则：UG US 而：而：IG=0 所以：所以： UDD=20V uo RS ui CS C2 C1 R1 RD RG R2 RL 150k 50k 1M 10k 10k G D S 10k V5 21 2 DDG U RR R U mA5 . 0 S G S S D R U R U I V10)( DSDDDDS RRIUU 2021/3/1178 uo UDD=20V RS ui CS C2 C1 R1 RD RG R2 RL 15

37、0k 50k 1M 10k 10k G D S 10k 二、动态分析二、动态分析 s g R2R1 RG RL d RLRD 微变等效电路微变等效电路 gsm Ug gs U 2021/3/1179 s g R2R1 RG RL d RLRD gs U gsm Ug i U o U gsi UU )/( LDgsmo RRUgU Lmu RgA 21 /RRRr Gi M0375. 1 ro=RD=10k 2021/3/1180 例例2： 源极输出器源极输出器 uo +UDD RS ui C1 R1 RG R2 RL 150k 50k 1M 10k D S C2 G 一、静态分析一、静态分析

38、US UG mA50. R U R U I S G S S D UDS=UDD- US =20-5=15V V5 21 1 DDG U RR R U 2021/3/1181 uo +UDD RS ui C1 R1 RG R2 RL 150k 50k 1M 10k D S C2 G Lgsmgs Lgsm i o u RUgU RUg U U A 1 1 Lm Lm Rg Rg i U o U gs U gsmU g d I ri ro ro g R2R1 RG s d RL RS 微变等效电路微变等效电路 二、动态分析二、动态分析 2021/3/1182 ri ro ro g R2R1 RG

39、s d RL RS 微变等效电路微变等效电路 21 /RRRr Gi M0375. 1 输入电阻输入电阻 ri 2021/3/1183 输出电阻输出电阻 ro加压求流法加压求流法 mgsm gs d o gUg U I U r 1 Soo Rrr/ U I d I g d 微变等效电路微变等效电路 ro ro R2R1 RG s RS gs U gsmU g 2021/3/1184 例例3: 3: 一个场效应管的一个场效应管的 输输 出特性如图所示，出特性如图所示， 试分析试分析: : (1)(1)它是属于何种类型的它是属于何种类型的 场效应管；场效应管； (2)(2)它的开启电压它的开启电压

40、V VT T ( ( 或或 夹断电压夹断电压V VP P ) )大约是多 大约是多 少？少？ (3)(3)它的饱和漏极电流它的饱和漏极电流 DSS DSS 是多少是多少? ? 4812 16 2 6 8 0 Id(mA) 1v Vgs=0v -1v -2v 4 4 2021/3/1185 解：由场效应管输出特性可看出，解：由场效应管输出特性可看出， (1)V(1)VGS GS在 在正负电压正负电压一定范围内变化时，有一定范围内变化时，有 D D 输出，所以为输出，所以为N N沟道耗尽型沟道耗尽型场效应管。场效应管。 (2) (2) V VGS GS=-3V =-3V时，时， D D=0, =0, 所以所以V VP P= -3V= -3V。 (3) (3) DSS DSS6mA 6mA。 4812 16 2 6 8 0 Id(mA) 1v Vgs=0v -1v -2v 4 4 2021/3/1186 讨论：讨论： 根据特性曲线中，根据特性曲线中，VGS=0时，时，iD不等于不等于0， 而而 且，且，VGS可正可负，可正可负，可以判断这个管子时可以判断这个管子时耗尽型绝耗尽型绝