《模拟电子技术》第10讲场效应管放大电路

1、第十讲第十讲 场效应管放大电路场效应管放大电路一、场效应管放大电路的三种接法一、场效应管放大电路的三种接法二、场效应管放大电路二、场效应管放大电路的设置方法的设置方法三、场效应管放大电路的三、场效应管放大电路的一、场效应管放大电路的三种接法一、场效应管放大电路的三种接法基本共源放大电路：基本共源放大电路：输入端输入端输出端输出端共用端共用端基本接法基本接法栅极栅极g漏极漏极d源极源极s共源放大电路共源放大电路基本共源放大电路的交流通路基本共源放大电路的交流通路基本共漏放大电路：基本共漏放大电路：输入端输入端输出端输出端共用端共用端基本接法基本接法栅极栅极g源极源极s漏极漏极d共漏放大电路共漏放

2、大电路基本共漏放大电路的交流通路基本共漏放大电路的交流通路基本共栅放大电路：基本共栅放大电路：输入端输入端输出端输出端共用端共用端基本接法基本接法源极源极s漏极漏极d栅极栅极g共栅放大电路共栅放大电路sdg基本共栅放大电路的交流通路基本共栅放大电路的交流通路二、场效应管静态工作点的设置方法二、场效应管静态工作点的设置方法 根据场效应管工作在根据场效应管工作在恒流区恒流区的条件，在的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源间加极性合适的电源VGG,VDD。共源放大电路共源放大电路输入回路：输入回路：VGGUGS(th)开启电压开启电压输出回路：输出回路： VDD保证漏源电压使管子工作在保证漏源电

3、压使管子工作在恒流区，并且为负载提供能量；恒流区，并且为负载提供能量； 1. 基本共源放大电路组成基本共源放大电路组成 Rd把电流把电流iD的变化转变为的变化转变为电压电压uDS的变化的变化;2. 共源放大电路静态工作点共源放大电路静态工作点当输入信号当输入信号ui=0时，得到直流通路，如下图。时，得到直流通路，如下图。2GGDQDOGS(th)(1)VIIUGSQGGUV DSQDDDQdUVIR电路的静态工作点包括：电路的静态工作点包括：UGSQ, IDQ, UDSQ3. 实用共源放大电路实用共源放大电路-自给偏压电路自给偏压电路GQ0U 2GS(off)GSQDSSD)1(UUII )(

4、sdDQDDDSQRRIVU 由源极电阻上的电压为栅由源极电阻上的电压为栅-源间提供负偏压称为源间提供负偏压称为SQDQsUIR GSQGQSQDQsUUUIR 自给偏压电路适用于自给偏压电路适用于N沟道沟道和和场效应管场效应管.4.实用共源放大电路实用共源放大电路-分压式偏置电路分压式偏置电路g1GQAQDDg1g2RUUVRR 2GS(th)GSQDOD)1( UUII)(sdDQDDDSQRRIVU 即典型的即典型的Q点稳定电路点稳定电路SQDQsUIR ：Rg3是为了增加电路的输入电阻而设，不影响是为了增加电路的输入电阻而设，不影响Q点。点。sDQ211GSQRIVRRRUDDggg

5、例1解解: :电路如图电路如图1所示，已知所示，已知Rg1=300k ，Rg2=200k ，Rd=5k ，VDD=5V，UGS(th)=1V，Kn=0.5mA/V2，试计算电路的静态工作点的值。试计算电路的静态工作点的值。图图1V2V5300200200 DDg2g1g2GSQ VRRRUmA5 . 0mA) 12(5 . 0)(22GS(th)GSnDQ UUKIV5 . 2)V55 . 05(dDQDDDSQ RIVU 由于由于UDSQ(UGSQ UGS(th) = (2 1)V = 1V，说明该场，说明该场效应管确实工作在恒流区，上面的分析是正确的。效应管确实工作在恒流区，上面的分析是正

6、确的。设设N沟道增强型沟道增强型MOS管工作在恒流区管工作在恒流区 (Kn=IDO/UGS(th)2)耗尽型耗尽型N沟道沟道MOS管，管，RG=1M ，RS=2k ，RD= 12 k ，VDD = 20 V。IDSS = 4 mA，UGS(off) = 4 V，求求 iD 和和 uO 。2GS(off)GSDSSD)1(UuIi iG = 0 uGS = iDRS0452D DiiRDGDSRGRSiD+uO+VDD例2iD1= 4 mAuGS = 8 V UGS-UGS(off)=2V uO = VDD iD RD = 20 12 = 8 (V)三、场效应管放大电路的动态分析三、场效应管放大

7、电路的动态分析求全微分得到：求全微分得到： id g vds d s vgs (,)DGSDSif uu DSGSDDDUGSUDSGSDSiididuduuu1dmgsdsdsIg UUr 1. 场效应管的交流等效模型场效应管的交流等效模型gm为为rds为场效应管的为场效应管的DSGSDmUuig 近似分析时可认近似分析时可认为其为无穷大！为其为无穷大！2.构造出场效应管的低频等效模型构造出场效应管的低频等效模型1dmgsdsdsIg UUr从输入端口看，相当于从输入端口看，相当于rgs= ；从输出端口看，为受控电流源并联输出电阻；从输出端口看，为受控电流源并联输出电阻；2GS(th)GSD

8、OD)1( UuIiDQDOthGSmIIUg)(2 对于对于N沟道沟道结型结型管：管：DQDSSoffGSmIIUg)(2 3. 基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析dmgsddioRgURIUUAudoRR iR交流通路交流通路交流等效电路交流等效电路增强型增强型N沟道沟道MOS管，管，VGG=6V, VDD=12V, Rd= 3 k , Rg= 5k , IDO =10mA, UGS(th) =4 V, 求求 Q,Au,Ro 。例3解解: :VVUGG6GSQ 画出交流等效电路如图：画出交流等效电路如图： 由直流通路可得：由直流通路可得： mAUVIIthGSGGDODQ

9、5 . 2)1(2)( VRIVUdDQDDDSQ5 . 4 mSIIUgDQDOthGSm5 . 22)( 5 . 7 dmuRgA kRRdo34. 基本共漏放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析iR交流等效电路交流等效电路 gsmosRUgU )U1(gsmisogsRgUUU smsmio1RgRgUUAu ： 又称为源极跟随器，与射极跟随器一样，其电压增又称为源极跟随器，与射极跟随器一样，其电压增益小于益小于1 1，但接近于，但接近于1 1，输出电压与输入电压同相位。，输出电压与输入电压同相位。基本共漏放大电路输出电阻的分析基本共漏放大电路输出电阻的分析msomsooooo1gRUgRUUIUR 若Rs=3k，gm=2mS，则Ro=? 4295 . 035 . 0*31msogRR已知已知N沟道增强型沟道增强型MOS管组成的共源放大电路，管管组成的共源放大电路，管子 的 转 移 特 性 曲 线 如 下 图 ， 已 知子 的 转 移 特 性 曲 线 如 下 图 ， 已 知VDD=15V,VGG=3V,Rd=10K,Rg=10M,求求 Q,Au 。例4