场效应管放大电路6

1、1会计学场效应管放大电路场效应管放大电路6 自给栅偏压电路自给栅偏压电路 （只适用于（只适用于耗尽型耗尽型FET） 自偏压电路自偏压电路sDSGGSRIVVVRg为为栅极泄放电阻栅极泄放电阻，泄放栅极感生电荷，取值，泄放栅极感生电荷，取值宜大，通常取宜大，通常取0.110M。Rs为为源极偏置电阻源极偏置电阻，作用类似于共射电路的，作用类似于共射电路的Re，可以稳定电路的静态工作点，可以稳定电路的静态工作点Q 。由于由于IG0，所以，所以Rg上无直流压降，上无直流压降，VG0。由于耗尽型由于耗尽型FET在在VGS0时存在导电沟道时存在导电沟道，所以电路有漏极电流所以电路有漏极电流ID。FET偏置

2、电路类型：偏置电路类型： 自偏压偏置电路自偏压偏置电路 分压式自偏压电路分压式自偏压电路VG 适用于耗尽型和增强型适用于耗尽型和增强型FET 在自偏压电路的基础上在自偏压电路的基础上增加分压电阻构成增加分压电阻构成若若VGIDRs，则可适用于增强型管（，则可适用于增强型管（N沟道）；沟道）；若若VGIDRs，则可适用于耗尽型，则可适用于耗尽型MOS管或管或JFET。sDgggDDsDGGSRIRRRVRIVV212上式称为上式称为偏压线方程偏压线方程 图解法求静态工作点图解法求静态工作点由转移特性曲线和偏压线方程由转移特性曲线和偏压线方程(为一直线为一直线)求输求输入回路的工作点；由输出特性曲

3、线和直流负入回路的工作点；由输出特性曲线和直流负载线求输出回路的工作点。载线求输出回路的工作点。 估算法求静态工作点估算法求静态工作点由由FET的电流方程和偏压线方程两组方程联立的电流方程和偏压线方程两组方程联立求解，通常舍去不合题意的一组后得静态工求解，通常舍去不合题意的一组后得静态工作点。作点。已知已知VDD=18V，Rs=1 k，Rd=3 k，Rg=3 M，耗，耗尽型尽型MOS管的管的VP= -5 V，IDSS=10 mA。试用。试用估算法估算法求电路的静态工作点。求电路的静态工作点。解：解：22)51 (10)1 (10GSPGSDSSDDsDGSVVVIIIRIVV 8)(sdDDD

4、DSQRRIVVV 8mA 8 V 5 . 2mA 5 . 2GSDGSDVIVI25110DDII不合题意，舍去。不合题意，舍去。解：解：栅极回路有栅极回路有: : DsDDDGSIRIVRRRV5 . 26211设设VDD=15V ， Rd=5 k ， Rs=2.5 k ， R1=200 k，R2=300 k，Rg=10 M，RL=5 k，并设电容，并设电容C1、C2和和Cs足够大。试用足够大。试用图解法图解法分析静分析静态工作点态工作点Q，估算，估算Q点上场效点上场效应管的跨导应管的跨导gm。由图可得由图可得VGSQ=3.5V，IDQ=1mA。 由转移特性得由转移特性得:开启电压开启电压

5、VT=2V；当当 VG S= 2 VT= 4 V 时 ，时 ，ID=IDO=1.9mA。mS38. 12DQDOTmIIVg由 图 可 求 得 静 态 时 的由 图 可 求 得 静 态 时 的VDSQ=7.5V。或直接由图得：或直接由图得：mS 4 . 1344 . 08 . 1GSDmvig2) 1(TGSDODVvIiGSDmdvdig输出回路列出直流负载线方程：输出回路列出直流负载线方程：VDS=VDD-ID(Rd+Rs)=15-7.5ID 为增强型为增强型NMOSFET设计偏置电路。设设计偏置电路。设VT=2 V，IDO =0.65 mA，其余电路参数如图中所示。要求工作，其余电路参数

6、如图中所示。要求工作在放大区，在放大区，ID=0.5mA,且流过偏置电阻且流过偏置电阻R1和和R2的电的电流约为流约为0.1ID，试选择偏置电阻，试选择偏置电阻R1和和R2的阻值。的阻值。解：解：假设假设MOS管工作在放大管工作在放大区区(即饱和区即饱和区)。2) 1(TGSDODVvIi2) 12(65. 05 . 0GSvV25. 0 V75. 3GSGSvv(舍去舍去)k 2005 . 01 . 055 1 . 02121RRIRRVVDSSDDVVSS5)(212SSsDSSSSDDSGGSVRIVVVRRRVVVk 952R25 . 010k 20075. 32Rk 1051RMOS

7、工作在放大区，假设正确。工作在放大区，假设正确。V 4)(sdDSSDDDSRRIVVVV 75. 1275. 3TGSDSVVV取标称值：取标称值：R2=100 k，R1=110 k。验证假设是否成立：验证假设是否成立： 电压传输特性电压传输特性 FET除了与三极管一样用作放大除了与三极管一样用作放大器和可控开关外，还可用作压控器和可控开关外，还可用作压控电阻。电阻。BCQD段：段：VTvGS6V，FET工作在恒流工作在恒流区（放大区）内。区（放大区）内。V sin5 . 0tvi例如例如(V) sin5 . 05 . 4tvVviGGGS(V) sin5 . 38 . 5tvVvdsDSQ

8、DS75 . 05 . 3iovVVAEFG段：段：vGS6V ，FET工作工作在在可变电阻区可变电阻区，vO0 AB段：段：vGSVT， FET工作工作在在截止区截止区，vOVDD令令vGS 0，输入，输入一个快速变化的一个快速变化的矩形波，则矩形波，则FET交替工作在交替工作在截止截止区区和和可变电阻区可变电阻区。当当vGS=9V时，工作点移至时，工作点移至F点点，MOS管工作于可变电阻区，管工作于可变电阻区，vDS=0.2V，相当于开关接通，相当于开关接通；当当vGS=0V时，工作点移至时，工作点移至A，MOS管截止，管截止，vDS=12V, iD=0,相相当于开关断开当于开关断开。在可

9、变电阻区，在可变电阻区，iD随随vDS近似线性增加近似线性增加，且，且 vDS与与iD的比值的比值(即即RDS)受受vGS控制控制，等效为压控电阻。，等效为压控电阻。电路电路 vDS较低时（较低时（+1VvDS-1V)的输出特性的输出特性RDS与与vGS的关系的关系求图示电路压控电阻，设求图示电路压控电阻，设R1R2 。解：解：12RvvRvvIGSGSDS2)(222DSPGSDSPDSSDvVvvVIiDSIGSvvv21211212)2(2)2(2PIDSSPDSPGSDSSPDDSDSVvIVvVvIVivR2112RRvRvRvDSIGS当当R1R2时，则时，则(可变电阻区电流方程可

10、变电阻区电流方程)为增强型为增强型NMOSFET设计偏置电路。设设计偏置电路。设VT=2 V，IDO =0.65 mA，其余电路参数如图中所示。要求工作，其余电路参数如图中所示。要求工作在放大区，在放大区，ID=0.5mA,且流过偏置电阻且流过偏置电阻R1和和R2的电的电流约为流约为0.1ID，试选择偏置电阻，试选择偏置电阻R1和和R2的阻值。的阻值。解：解：假设假设MOS管工作在放大管工作在放大区区(即饱和区即饱和区)。2) 1(TGSDODVvIi2) 12(65. 05 . 0GSvV25. 0 V75. 3GSGSvv(舍去舍去)k 2005 . 01 . 055 1 . 02121RRIRRVVDSSDDVVSS5)(212SSsDSSSSDDSGGS