电工技术电子技术-场效应管共源极放大电路-清华PPT课件
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电工电子三极管放大电路 (共87张PPT)
图6-39是由W78××系列和W79××系列集成稳压器组成的同时输出正、负电压的稳压电路。 输入信号由两个三极管的基极输入
• 任务五 学习多级放大电路
项目引入
• 扩音机——典型的信号放大电子设备
• 常用的三极管放大电路还有哪些？
• 是怎样实现信号放大的？
（b）扩音机的结构框图
（a）扩音机的功能框图
• 交流负载线斜率为 ktan＝ － 1RL
RL RC 比直流 负载线陡
• 当输入信号为零时，放大电路仍应工作在静态工作点Q，可见交流负载线
也要通过Q点。
〖例6.1〗求静态工作点，设β＝50 RL＝18kΩ • 解：（1）作直流负载线 • 当IC＝0时，UCE＝VCC＝12V， • 即M（0，12）；
信号ui的电压放大倍数为
图6-10 三极管交流图解分析
3．非线性失真
• 非线性失真——当电路静态工作点设置不 合适或者信号太大，超出了晶体管特性曲 线上的线性范围时，电路出现失真现象。
• Q1为静态工作点——“截止失真” ：
• 由于其位置过低，即使输入的是正弦电压， 但在它的负半周，晶体管进入截止区工作，
• 表明，从晶体管输出端C、E看进去的电路 可以用一个大小为βΔiB或βib的受控源来等 效。其中，rce为晶体管输出电阻，有
• rce是由于输出特性曲线不平坦所致，即uCE增大时iC也稍有增大。 • 当输出特性曲线较平坦时，rce很大，可认为是∞，可将图6-13（b）中的rce开
• 任务五 学习多级放大电路
项目引入
• 扩音机——典型的信号放大电子设备
• 常用的三极管放大电路还有哪些？
• 是怎样实现信号放大的？
（b）扩音机的结构框图
（a）扩音机的功能框图
• 交流负载线斜率为 ktan＝ － 1RL
RL RC 比直流 负载线陡
• 当输入信号为零时，放大电路仍应工作在静态工作点Q，可见交流负载线
也要通过Q点。
〖例6.1〗求静态工作点，设β＝50 RL＝18kΩ • 解：（1）作直流负载线 • 当IC＝0时，UCE＝VCC＝12V， • 即M（0，12）；
信号ui的电压放大倍数为
图6-10 三极管交流图解分析
3．非线性失真
• 非线性失真——当电路静态工作点设置不 合适或者信号太大，超出了晶体管特性曲 线上的线性范围时，电路出现失真现象。
• Q1为静态工作点——“截止失真” ：
• 由于其位置过低，即使输入的是正弦电压， 但在它的负半周，晶体管进入截止区工作，
• 表明，从晶体管输出端C、E看进去的电路 可以用一个大小为βΔiB或βib的受控源来等 效。其中，rce为晶体管输出电阻，有
• rce是由于输出特性曲线不平坦所致，即uCE增大时iC也稍有增大。 • 当输出特性曲线较平坦时，rce很大，可认为是∞，可将图6-13（b）中的rce开
场效应管共源放大电路
54/73
4.2.3 场效应管三种基本放大电路
场效应管放大电路的组成只能有三种连接方式：
①共源极（CS, Common-Source）放大电路
②共漏极（CD, Common-Drain）放大电路
③共栅极（CG, Common-Gate ）放大电路
1. 共源放大电路
•直流分析
U GS = U G -U S
-I
D R S
2
G S D D SS G S,th
(1)U
I I U =-U GSQ 和I DQ
U DSQ =E D -I DQ (R S +R D )
D 212
E R R R
+=
一般r ds 较大可忽略
i d G
R G R 1R 2R D R L D r ds R S S U gs
U i U o
未接C s 时
i
o U U U A =- g m U gs (R D //R L )U gs + g m U gs R s =- g m R 'D 1+ g m R s R 'D =R D //R L •交流分析
g m U gs
I d G R G R 1R 2R D R L D r ds R S g m U gs U gs U i U o S 未接C s 时
U A =- g m R 'D
1+ g m R s
r 'i r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R G
r 'o r 'o ≈ R D
接入C s 时
A U = -g m (R D //R L )
r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R G
r 'o =R D R s 的作用是提供一个直流栅源电压、引入直流负反馈来稳定工作点。但它同时对交流也起负反馈作用，使电路的放大倍数降低。 接入C S 可以消除R S 对交流的负反
清华模电课件第3讲 场效应管
效应管行为。
大信号模型和小信号模型在分析方法上 有所不同，大信号模型通常采用图解法 或数值法，小信号模型则采用小信号线
性化方法。
小信号模型是分析放大电路的基础，可 以用于计算放大倍数、输入电阻和输出 电阻等参数，大信号模型则可以用于分
析开关电路的特性。
05 场效应管的参数
直流参数
开启电压
场效应管正常工作所需的最小 栅极电压。当栅极电压低于开 启电压时，场效应管处于截止
非线性模型
非线性模型考虑了场效应管的非 线性效应，如阈值电压、漏源电
压对导电沟道的影响等。
非线性模型适用于分析场效应管 在截止区和饱和区的行为，可以 用于计算开关速度、截止区电流
等参数。
非线性模型比线性模型更接近实 际，但计算相对复杂。
大信号模型和小信号模型
大信号模型和小信号模型是根据输入信 号的大小来划分的。大信号模型适用于 分析大信号条件下的场效应管行为，小 信号模型适用于分析小信号条件下的场
混频器和振荡器
在场效应管构成的混频器和振荡器 中，实现信号的频率变换和产生。
04 场效应管的模型
线性模型
线性模型是场效应管的一种简 化模型，它忽略了管子的非线 性效应，只考虑管子的电压控 制电流的特性。
在线性模型下，场效应管的输 入电阻极高，输出电阻极低， 因此具有很好的放大性能。
线性模型适用于分析场效应管 在放大区的行为，可以用于计 算放大倍数、输入电阻和输出 电阻等参数。
大信号模型和小信号模型在分析方法上 有所不同，大信号模型通常采用图解法 或数值法，小信号模型则采用小信号线
性化方法。
小信号模型是分析放大电路的基础，可 以用于计算放大倍数、输入电阻和输出 电阻等参数，大信号模型则可以用于分
析开关电路的特性。
05 场效应管的参数
直流参数
开启电压
场效应管正常工作所需的最小 栅极电压。当栅极电压低于开 启电压时，场效应管处于截止
非线性模型
非线性模型考虑了场效应管的非 线性效应，如阈值电压、漏源电
压对导电沟道的影响等。
非线性模型适用于分析场效应管 在截止区和饱和区的行为，可以 用于计算开关速度、截止区电流
等参数。
非线性模型比线性模型更接近实 际，但计算相对复杂。
大信号模型和小信号模型
大信号模型和小信号模型是根据输入信 号的大小来划分的。大信号模型适用于 分析大信号条件下的场效应管行为，小 信号模型适用于分析小信号条件下的场
混频器和振荡器
在场效应管构成的混频器和振荡器 中，实现信号的频率变换和产生。
04 场效应管的模型
线性模型
线性模型是场效应管的一种简 化模型，它忽略了管子的非线 性效应，只考虑管子的电压控 制电流的特性。
在线性模型下，场效应管的输 入电阻极高，输出电阻极低， 因此具有很好的放大性能。
线性模型适用于分析场效应管 在放大区的行为，可以用于计 算放大倍数、输入电阻和输出 电阻等参数。
电工技术电子技术-清华-20场效应管共源极放大电路
R1 150K G RG 1M
R2 50K
+UDD +20V
D
C2 S
R RL uo 1S0K 10K
微变等效电路：
+UDD +20V
R1
C1
150K G
D C2
RG1M
S
ui
R2
50K
RS RL uo
10K 10K
2019/11/2
电工技术
微变等效电路：
G
RG
Ui R1
U gs S
R2
RS
第20讲
第11章 基本放大电路
11.6 场效应管共源极放大电路
2019/11/2
电工技术
海南风光
答疑
1. 线形电阻的伏安特性曲线
I
I
U/I=R
U
R
U/ I=R
2. 晶体管BE结微变等效电路
IB
IB
U UBEQ / IBQ =R 非线性
UBE
2019/11/2
rbe
Q
UBE / IB =rbe
4. 晶体管CE间的微变等效电路
iC
ib
iC
rbe
流控电流源
ib rce
uC
E uCE
在线2019性/11/2放大区，rce很大，电可工技忽术 略
第9讲 场效应管及其放大电路
图1.4.5 场效应管的输出特性
2)转移特性曲线
在恒流区内，
iD f (uGS ) |uDS 常数
i D I DSS (1 uGS U GS ( off ) )2 ( U GS ( off ) uGS 0 )
IDSS饱和漏极电流：
图1.4.6 场效应管的转移特性曲线
uGS=0时，产生预夹断点的电流。
uGS 改变，→ rDS 随之改变
图1.4.5 场效应管的输出特性
因 uGD= uGS – uDS 当 uGD = uGS(off)
预夹断轨迹：指各条曲线上使uDS= uGS – uGS(off) 的点连接而成。
（2）恒流区（饱和区）：uGD＜UGS(off) uGS 一定，D几乎不随uDS变化 i uDS 一定，D随uGS变化 i （3）夹断区：uGS ＜ uGS(off)， iD≈0
(a)uDS＜ uGS -uGS(th)
(b)uDS= uGS -uGS(th)
(c)uDS ＞ uGS -uGS(th)
图1.4.9 uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响
2).特性曲线与电流方程
uGS 1) 2 在恒流区， i D I DO ( uGS ( th)
I DO uGS 2uGS ( th) 对应的i D
（1）当uDS=0，uGS对沟道的控制作用 s、d极间的电流i 。
2)转移特性曲线
在恒流区内，
iD f (uGS ) |uDS 常数
i D I DSS (1 uGS U GS ( off ) )2 ( U GS ( off ) uGS 0 )
IDSS饱和漏极电流：
图1.4.6 场效应管的转移特性曲线
uGS=0时，产生预夹断点的电流。
uGS 改变，→ rDS 随之改变
图1.4.5 场效应管的输出特性
因 uGD= uGS – uDS 当 uGD = uGS(off)
预夹断轨迹：指各条曲线上使uDS= uGS – uGS(off) 的点连接而成。
（2）恒流区（饱和区）：uGD＜UGS(off) uGS 一定，D几乎不随uDS变化 i uDS 一定，D随uGS变化 i （3）夹断区：uGS ＜ uGS(off)， iD≈0
(a)uDS＜ uGS -uGS(th)
(b)uDS= uGS -uGS(th)
(c)uDS ＞ uGS -uGS(th)
图1.4.9 uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响
2).特性曲线与电流方程
uGS 1) 2 在恒流区， i D I DO ( uGS ( th)
I DO uGS 2uGS ( th) 对应的i D
（1）当uDS=0，uGS对沟道的控制作用 s、d极间的电流i 。
第4章 场效应管放大电路
0 iD G D iD S B
耗尽型
G D iD S B
增强型
G D iD S B
耗尽型
G D iD S B
+
iD uGS=1.6V 1.4 1.2 1 uDS iD
0.2V uGS=0V -0.2 -0.4 uDS iD
iD uGS=-2.8V -2.6 -2.5 -2 -uDS iD
+
-0.2 uGS=0 0.2 V 0.4 -uDS iD
Rg1
Rd
+EDD
Rg1 RL
T C2 us
T U DSQ uo UGSQ Rg2 直流通道
u C1
i
Rg2
三、共源极放大电路的静态工作点（Q点）
2、静态工作点的估算 （1）画出实际放大电路的直流通路。并在 电路上标出ID、UGS、UDS； 4 IDQ 2 3 ID(mA )
（2）根据直流通路列出输入回路、输出回 路的电压方程 Rg2 EDD UGS=UG-US Rg1 Rg2
直流电源
扩音机框图
一、概述
5、符号规定
uA= UA+ ua 小写字母、大写下标，表示全量。
UA ua Ua 大写字母、大写下标，表示直流量。 小写字母、小写下标，表示交流分量。 大写字母、小写下标，表示交流分量的有效值。
uA ua 交流分量
耗尽型
G D iD S B
增强型
G D iD S B
耗尽型
G D iD S B
+
iD uGS=1.6V 1.4 1.2 1 uDS iD
0.2V uGS=0V -0.2 -0.4 uDS iD
iD uGS=-2.8V -2.6 -2.5 -2 -uDS iD
+
-0.2 uGS=0 0.2 V 0.4 -uDS iD
Rg1
Rd
+EDD
Rg1 RL
T C2 us
T U DSQ uo UGSQ Rg2 直流通道
u C1
i
Rg2
三、共源极放大电路的静态工作点（Q点）
2、静态工作点的估算 （1）画出实际放大电路的直流通路。并在 电路上标出ID、UGS、UDS； 4 IDQ 2 3 ID(mA )
（2）根据直流通路列出输入回路、输出回 路的电压方程 Rg2 EDD UGS=UG-US Rg1 Rg2
直流电源
扩音机框图
一、概述
5、符号规定
uA= UA+ ua 小写字母、大写下标，表示全量。
UA ua Ua 大写字母、大写下标，表示直流量。 小写字母、小写下标，表示交流分量。 大写字母、小写下标，表示交流分量的有效值。
uA ua 交流分量
电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
JFET的特性曲线及参数
1.转移特性 iD f ( vGS ) vDS常数
转移曲线可以由肖克利方程或输出曲线获得
输出电流同输入控 制量之间的关系
在VP≤VGS≤0范围内
肖克利方程
两个重要参数
iD
I DSS
2 1
1
vDS
0.1V 1 沟道长度调制参数 L的单位为m。
L
5.1.5 MOSFET的主要参数
一、直流参数 二、交流参数 三、极限参数
一、直流参数
1. 饱和漏极电流IDSS
为耗尽型场效应管的一个重要参数。
2. 夹断电压VP
为耗尽型场效应管的一个重要参数。
3. 开启电压 VT 为增强型场效应管的一个重要参数。
2)vGS＞VT，出现N型沟道
当栅源电压vGS＞0时，在vGS作用 下，产生了垂直于衬底表面的电
场，使P型区表层中的空穴被排
斥，留下不能移动的负离子，形
成耗尽层，同时P型区中的少数
电子被吸引到衬底表面，当vGS ＞VT（开启电压,阀值电压VGS （Th)）时，在表面形成一个N型 导电沟道，称之为反型层，构成
(3) 制造工艺比较简单，便于大规模集成，且噪声较小。 (4) 类型较多，使电路设计灵活性增大。
场效应管分类
绝缘栅场效应管MOSFET(IGFET) 结型场效应管JFET 金属半导体场效应管MESFET
最新第一篇第三章-场效应管及其电路分析ppt课件
受vGS控制的压控电阻RDS。
RDS
vDS iD
vGSconst
➢ 放大区
又称恒流区、饱和区。条件是： vG SV T,vG SvD SV T
特 征 是 iC 主 要 受 vGS 控 制 ， 与 vDS 几 乎 无 关 ， 表 现 为 较 好的恒流特性。
➢ 夹断区
又称截止区。指管子未导通( vGS＜VT )时的状态。
为源极偏置电阻作用类似于共射电路的r可以稳定电路的静态工作点q由于耗尽型fet在vgs在导电沟道所以电路有漏极电流i适用于耗尽型和增强型fet在自偏压电路的基础上增加分压电阻构成图解法求静态工作点由转移特性曲线和偏压线方程为一直线求输入回路的工作点
第一篇第三章-场效应管 及其电路分析
第三章 场效应晶体管及其电路分析
➢ 直流参数
[开启电压 VT] 增强型管的参数。 [夹断电压 VP] 耗尽型管的参数。 [饱和漏极电流 IDSS]
指耗尽型管在vGS=0时的漏极电流。
[输入电阻 RGS(DC)]
因iG=0，所以输入电阻很大。JFET大于107Ω， MOS管大于109Ω 。
➢ 交流参数 [低频跨导(互导) gm]
gm
➢ 极限参数 [最大漏-源电压 V(BR)DS ]
漏极附近发生雪崩击穿时的vDS。
[最大栅-源电压 V(BR)GS ]
栅极与源极间PN结的反向击穿电压 。
RDS
vDS iD
vGSconst
➢ 放大区
又称恒流区、饱和区。条件是： vG SV T,vG SvD SV T
特 征 是 iC 主 要 受 vGS 控 制 ， 与 vDS 几 乎 无 关 ， 表 现 为 较 好的恒流特性。
➢ 夹断区
又称截止区。指管子未导通( vGS＜VT )时的状态。
为源极偏置电阻作用类似于共射电路的r可以稳定电路的静态工作点q由于耗尽型fet在vgs在导电沟道所以电路有漏极电流i适用于耗尽型和增强型fet在自偏压电路的基础上增加分压电阻构成图解法求静态工作点由转移特性曲线和偏压线方程为一直线求输入回路的工作点
第一篇第三章-场效应管 及其电路分析
第三章 场效应晶体管及其电路分析
➢ 直流参数
[开启电压 VT] 增强型管的参数。 [夹断电压 VP] 耗尽型管的参数。 [饱和漏极电流 IDSS]
指耗尽型管在vGS=0时的漏极电流。
[输入电阻 RGS(DC)]
因iG=0，所以输入电阻很大。JFET大于107Ω， MOS管大于109Ω 。
➢ 交流参数 [低频跨导(互导) gm]
gm
➢ 极限参数 [最大漏-源电压 V(BR)DS ]
漏极附近发生雪崩击穿时的vDS。
[最大栅-源电压 V(BR)GS ]
栅极与源极间PN结的反向击穿电压 。
结型场效应管组成的共源极放大电路
(1
I DQ RS UGS ( off )
)2
求解方程即可得出静态漏极电流。
2、静态漏-源极间电压
UDSQ EC I DQ ( RD RS )
3、自偏压方式
• N沟道结型场效应管正常工作时：UGS( off ) UGSQ 0 • 使栅极产生负偏压方法：自偏压方式；
栅极接地，栅极电流=0
• [例6-4] 已知结型N沟道场效应管的输出特性曲线如图
6-18所示，夹断电压UGS(off)=－0.44V，用这只场效应 管来组成图6-17所示的源极放大电路，RD=6kΩ， RS=0.5kΩ，RG=2MΩ，电源电压EC=12V，求放大电路 的静态工作点，并在特性曲线图中标出。
解：
由图：IDSS=2.5mA
U0 Id (RL // RD ) gmU gs (RL // RD )
U0 Ui
gmU gs (RL // RD ) U gs
gm (RL // RD )
Au
U0 Ui
gm (RL // RD )
2、输入电阻Ri
Ri RG
3、输出电阻R0 负载电阻RL开路
R0 RD
模拟电子技术
U SQ I DQ RS
• 栅极电压为零，漏极电压为正，因此，栅-源极之间 的电压就成为负偏压。这种通过源极电阻产生栅极负 偏压的方式称为自偏压方式。省去了负电源。
共源极场效应管放大电路
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
场效应管源极输出器与三极管的射极输出器 类似： 电压放大倍数接近1， 输入电阻较高，输出电阻较低。 但源极输出器的输入电阻比射极输出器还大 得多，一般可达几十MΩ，而源极输出器的 输出电阻比射极输出器的输出电阻也大。 作业：P88 3-2 3-4 •场效应管放大器的突出优点是噪声低、热稳 定性好、高输入电阻、抗辐射能力强。
U GS 2 I D I DO ( 1) (增强型MOS管） U GS(th)
U DS U DD I D ( Rd R)
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
3.2.3 交流放大特性
共源极场效应管微变等效模型
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
共源极场效应管放大电路的微变等效电路
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
3.3.2 交流放大特性
Ri Rg3 ( Rg1 // Rg2 )
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
& & & g mU gs RL Uo Au & & & Ui U gs g mU gs RL g m RL 1 g m RL
模拟电子技术
第3章 场效应管及其应用
3.2共源极场效应晶体管放大电路
3.2.1 电路结构
模电实验3 场效应管共源极放大电路
实验报告
实验名称：效应管共源极放大电路课程名称：电子技术实验（模拟）
一、实验目的
1.学习测试场效应管放大电路的各种性能指标的方法。
2.掌握场效应管放大电路的工作原理。
3.进一步学习如何使用Multisim 2001分析放大电路。
二、实验步骤
1.电路原理图
图3-1（a）场效应管共源电路预习要求：
（1）静态工作点分析：V dd=20V。
图3-1（b）场效应管参数
电路的静态工作点可由以下几个关系式确定：
U GQ=U1=R g2/(R g1+R g2)*V dd=15k/(300k+15k)*20V=952.38V U GSQ=U GQ-U SQ=952.38-I DQ*2000 ……①I DQ=I DO*(U GSQ/U GS(th)-1)*(U GSQ/U GS(th)-1) ……②结合①②，I DQ≈1.02mA U GSQ≈950.34V
U SQ=I DQ*R≈1.02m*2k=2.04V
（2）性能指标计算：
Au=-g m*（R L//R）≈-4
Ri≈R G=2M欧姆
Ro=R d=10k欧姆
2.测试和仿真电路的静态工作点
图3-2 直流工作点仿真结果如图，得@jKT1[id]=1.02209m。
U1= 952.3998V与预习计算值一致。
3.输入&输出波形分析
图3-3 瞬态分析结果
（red）输出波形（blue）输入波形
在输入电压幅值为10mV，频率为1000Hz正弦波时，输入、输出波形如图3-3所示。
由图，可观察输入输出波形频率相同，相位相反。
Vi=[（-y1”）+y2”] /2=(9.8842mV+9.8993mV) /2=9.89175mV Vo=-[（-y2’）+y1’]/2=-(41.4390mV+41.3825mV)/2=-41.41075mV Au= Vo/ Vi=-41.41075 /9.89175≈-4.1864
场效应管基本放大电路
VGG
4
Rd
T
uO
_
UDS QVDD IDR Qd 1 2 2 .5 3 4 .5 V
精选版课件ppt
31
（２）、估算动态参数
gm
2 UGS(th)
IDOIDQ
RG g
d
•
g m U gs
•
•
Ui
U gs
Rd
•
UO
2 102.52.5mA/V_ 4
_S
_
•
A ugm R d2.537.5
RoRd 3K
２.６ 场效应管放大电路
重点：
１、放大电路的三种接法 ２、静态估算
３、动态分析
精选版课件ppt
1
一、知识回顾
（一）、放大电路的三种基本接法 （二）、共集放大电路 （三）、共基极放大电路 （四）、三种接法的比较 （五）、作业讲解：Ｐ141－2.12
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2
（一）、放大电路的三种基本接法
iB b 输入 回路
精选版课件ppt
RL Re//RL
7
４、实用电路
RB
射极输出器
C1
ui
RE
+VCC C2 RL uo
精选版课件ppt
8
（三）、共基极放大电路
１、电路的组成
基本共基极放大电路
共源极放大电路PPT课件
Ugs (1
g m R S'
)
gmuGS
故电压放大倍数：
Au
Uo
Ui
1
gm
R
' L
gmRS'
ui
RG RG1
RL’
u0
RS’ RG2
8
第8页/共12页
源极输出器
RG1
C1 +
ui
RG
RG2
+UDD
T + C2
RS
u0
源极输出器和晶 体管放大电路的 射极输出器具有 相似的特点：
即放大倍数小于 但近于1、 输入 电阻高和输出电 阻低。
RG1 RD
求：静态值、电压放大倍数
+Ucc
+ C3
解 由直流偏置电路，
C1 +
UGS
RG2 RG1 RG2
UDD
IDRS
ui RG
RG2
RS
CS
VG IDRS
及
ID
IDSS (1
UGS UGS (off
)
)2
5
第5页/共12页
U GS
51 20 200 51
10I
D
4 10ID
ID
0.9(1
9
第9页/共12页
10
场效应管放大电路(1)(3)幻灯片PPT
N沟道结型场效应管的特性曲线
输出特性曲线 ID
UGS=0V
-1V
-3V
-4V
-5V
0
U DS
16
结型场效应管的缺点：
1. 栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在 某些场合仍嫌不够高。
2. 在高温下，PN结的反向电流增大，栅源 极间的电阻会显著下降。
3. 栅源极间的PN结加正向电压时，将出现 较大的栅极电流。
间被夹断，这时，即
使UDS 0V，漏极 D ID
电流ID=0A。
P
G
NN
UGS S
UDS=0时 UDS
8
越靠近漏端，PN
结反压越大
G
UGS<Vp且UDS>0、UGD<VP
时耗尽区的形状
D ID
P
UDS
NN
UGS S
9
沟道中仍是电阻 特性，但是是非 线性电阻。
G
UGS<Vp且UDS较大时 UGD<VP时耗尽区的形状
ID
转移特性曲线
UGS VT 0
29
输出特性曲线
ID
UGS>0
UGS=0
UGS<0
0
U DS
30
§ 5.3 场效应管放大电路
组成原则：
(1) 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 简单。
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0.5mA
U DS U DD I D (R S R D ) 10V
11.6.3 动态分析 +UDD=+20V
R1 C1
ui R2
150K
RD D
10K C2
G
RG
S
1M 10K 50K
10K
RL CS RS
微变等效电路
id GD
uo
u gs
g m u gs
u ds
S
GD
Id
RG
Ui
Ugs
gm Ugs RD
RL
Uo
R2
R1
S
动态分析：
G
电压放大倍数
RL D
RG Ui
Id= gm Ugs
Ugs
RD
RL Uo
R2
R1
•
•
Ui Ugs
S
ri
•
ro
Au gm R'L
•
•
Uo gm Ugs (R D // R L )
负号表示输出输入反相 = – gm UiRL
电压放大倍数估算
•
AV gm R'L
RL=RD//RL
=-3（10//10）
=-15
R1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RD=10k RL=10k
gm =3mA/V
UDD=20V
输入电阻、输出电阻
RL GD
RG
R2 R1
ri
S
ri=RG+R1//R2 =1+0.15//0.05
=1.0375M
RD
RL
ro
ro=RD
微变等效电路：
+UDD +20V
R1
C1
150K G
D C2
RG1M
S
ui
R2
50K
RS RL uo
10K 10K
微变等效电路：
G
RG
•
Ui R1
•
U gs S
R2
RS
•
=10K
R1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm =3mA/V UDD=20V
11.6.4 源极输出器（共漏极放大电路）
+UDD +20V R1=150k
R1
C1
150K G
D C2
R2=50k RG=1M RS=10k
RG1M
S
RL=10k
ui
R2
未预留 N沟道增强型
P型基底 N导电沟道
预留 N沟道耗尽型
（2）符号
SG D
N
N
P
D
漏极 D
G
S N沟道增强型
栅极 G
S 源极 N沟道耗尽型
N沟道MOS管的特性曲线
D
ID RD
mA
G S
UGS
UDS V
SG D
实验线路(共源极接法)
N
N
P
NMOS场效应管转移特性
N沟道增强型 D
（UGS=0时，
RS RL
10K 10K
uo gm =3mA/V
50K
UDD=20V
静态工作点:
UG
=
R2 R1 R2
U DD
5V
C1
USUG
ID
US RS
UG RS
0.5mA
u
i
UDS=UDD- US =20-5=15V
R1 150K G RG 1M
R2 50K
+UDD +20V
D
C2 S
R RL uo 1S0K 10K
ID（mA） 4
UGS=+2V
3 ID 2
1 0
可变电阻区
恒流区
UGS
夹断区
UGS=+1V
UGS=0V
UGS=-1V UGS=-2V U DS （V
场效应管的微变等效电路
输入回路：开路
输出回路：交流压控恒流源，电流 Id gmU gs
D G
S
G +
U gs
D
Id gmU gs
-
S
§ 11.6 场效应管放大电路 11.6.1 电路的组成原则及分析方法 组成原则 (1).静态：适当的静态工作点，使场效应管工
2
UGS=3V
1
UGS=2V
0
UGS=1V
开启电压UGS（th）=1V
U DS （V ）
增强型NMOS场效应管转移特 性
N沟道增强型 D
（UGS=0时，
ID =0 ） G
S
ID UGS（th）UGS UGS全正
开启电压
耗尽型NMOS场效应管 输出特性曲线
ID（mA） 4
固定一个U DS，画出ID和UGS 的关系曲线，称为转移特性 曲线
无输入信号时（ui=0）， 估算：UDS和 ID。
gm =3mA/V
UDD=20V
直流通道
+UDD+20V
R1 150K
I RD 10K
D
D
IG
RG G
UDS
S
1M RS
R2 50K
10K
设：UG>>UGS
则：UGUS 而：IG=0 所以：
UGBiblioteka Baidu
=
R2 R1 R2
U DD
5V
ID
US RS
UG RS
I I
IS
U IS
I
I
IS
Ir rU
IS
如何求r？
I1=IS+Ir1 =IS+U1/r
I2=IS+Ir2
U
=IS+U2/r
I= I2 -I1 =（ U2 - U1 ）/r
= U/r
U
r= U/ I
答疑
4. 晶体管CE间的微变等效电路
iC
ib
iC
rbe
流控电流源
ib rce
uC
E uCE
在线性放大区，rce很大，可忽略
第20讲
第11章 基本放大电路
11.6 场效应管共源极放大电路
答疑
1. 线形电阻的伏安特性曲线
I
I
U/I=R
U
R
2. 晶体管BE结微变等效电路
IB
IB
UBE
rbe
Q
U/ I=R
U UBEQ / IBQ =R 非线性
UBE / IB =rbe 在Q点处近似线 性 UBE
答疑
3.电流源及其特性曲线
rce
uce ic
§10.4 场效应晶体管
场效应管与晶体管不同，它是多子 导电，输入阻抗高，温度稳定性好。
场效应管有两种: 结型场效应管JFET 绝缘栅型场效应管MOS
N沟道 P沟道
耗尽型
增强型 耗尽型
增强型
MOS绝缘栅场效应管（N沟道） （1） 结构
金属铝 S G D
SiO2绝缘层
N
N
P
两个N区
UGS=+2V
3
UGS=+1V
2
UGS=0V
1
0 夹断电压UP=-2V
UGS=-1V
UGS=-2V U DS （V
）
耗尽型NMOS场效应管转移特 性
N沟道耗尽型
D
（UGS=0时， 有ID）
G
S
ID
UGS（0off）
夹断电压
UGS有正
UGS 有负
跨导gm= ID /
U=（GS3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V
ID =0 ） G
S
N沟道耗尽型
D
（UGS=0时， 有ID）
G
S
ID
UGS（th）UGS UGS全正
开启电压
ID
UGS（0off）
夹断电压
UGS有正
UGS 有负
增强型NMOS场效应管 输出特性曲线
ID（mA） 4
固定一个U DS，画出ID和UGS 的关系曲线，称为转移特性 曲线
UGS=5V
3
UGS=4V
作在恒流区
(2).动态: 能为交流信号提供通路 分析方法
静态分析： 估算法、图解法。 动态分析： 微变等效电路法。
11.6.2 场效应管共源极放大电路静态分析
+UDD=+20V
R1 C1
ui R2
150K
RD D
10K
ID C2
G
RG
S
1M 10K 50K
UDS
10K
RL CS RS
R1=150k R2=50k RG=1M uo RD=10k RS=10k RL=10k