第6讲 三种组态和场效应管

ri = R1 / / R2 + RG ≈ RG
ro ≈ RD
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三、共漏放大电路
1、电路形式及特点
共漏放大电路又称 源极输出器， 源极输出器，如图所 它与晶体管共集 示。它与晶体管共集 电路相似， 电路相似，也具有相 同的三大特点。 同的三大特点。
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输入电阻大，可放在输入级。 输入电阻大，可放在输入级。 输出电阻小，可放在输出级。 输出电阻小，可放在输出级。 也可放在中间级，进行隔离，起阻抗变换作用。 也可放在中间级，进行隔离，起阻抗变换作用。
模拟电子技术 Re
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二、共基放大电路
1.电路形式 1.电路形式 输入、 输入、输出回路 的公共端为基极的电 路称共基极电路， 路称共基极电路，简 称共基电路（ 称共基电路（记为 C·B）。 B
输入回路与输出回路 的公共端为集电极的电路 称共集电极电路， 称共集电极电路，简称共 集电路（记为C C 集电路（记为C·C）。
共集放大电路
该电路的特点是信号由b 该电路的特点是信号由b、c 极间加入， 极间取出。 极间加入，从e、c极间取出。 由于输出电压从发射极获得， 由于输出电压从发射极获得， 故也称共集放大电路为射极 故也称共集放大电路为射极 输出器。 输出器。
g m RS' >> 1 ，因此 Au ≤ 1 ，表现电压跟随性质。 表现电压跟随性质。 电压跟随性质 一般有
(2)输入电阻 (2)输入电阻
ri = RG + RG1 / / RG 2 ≈ RG
RG可选值很大，使共漏电路的输入电阻很高。 可选值很大，使共漏电路的输入电阻很高。
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2、静态工作点
U GSQ =
I DQ
RG1 VDD − I DQ RS RG1 + RG 2 U GSQ 2 = I DSS [1 − ] U GS ( off )
联立求解可得U GSQ 和I DQ 。 因此
U DSQ = VDD − I DQ ⋅ RS
则 I DQ 、 GSQ 、 DSQ U U 为所求的静态工作点。 为所求的静态工作点。
(3)输出电阻 (3)输出电阻 ro
' U o作用下，产生从输出端流入 为外加信号电压。 图中 U 为外加信号电压。在 作用下， 管子的电流 I ' 。U gs = −U o' ，因此受控电流源仍存在 g mU gs ， ' o
显见 U ' I o' = o = − g mU gs RS U o' ' = + g mU o b 2 − 4ac RS
h参数微变等效电路
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(2)输入电阻 (2)输入电阻
ri = Rb / /[ rbe + (1 + β ) R ]
' e
可见， 可见，共集电路的输 入电阻较高， 入电阻较高，对信号 源的影响小。 源的影响小。
h参数微变等效电路
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(3)输出电阻 (3)输出电阻
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N沟道结型场效应管 沟道结型场效应管 漏极 栅极 基极
NPN型晶体管 型晶体管 集电极
源极
射极
场效应管的三个电极源极、 场效应管的三个电极源极、栅极和漏极与晶体管的三个 极发射极、基极和集电极相对应， 极发射极、基极和集电极相对应，因此在组成放大电路时也 有三种接法， 共源放大电路、共漏放大电路和 有三种接法，即共源放大电路、共漏放大电路和共栅放大电 由于共栅电路很少使用， 路。由于共栅电路很少使用，本节只对共源和共漏两种电路 进行分析。 进行分析。
该电路的特点是信号 极间加入， 由e、b极间加入，从 极间取出。 c、b极间取出。
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2、静态分析 共基电路的直流通路与共射接法下的固定分压式 电路相同。计算工作点的方法也完全相同。 电路相同。计算工作点的方法也完全相同。
（a）电路
（b）直流通路
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3、动态分析
= U o' ( 1 + gm ) RS
(3)输出电阻 (3)输出电阻
ro = RC / / ro' = RC / / rcb ≈ RC
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三、放大电路三种组态的性能比较
晶体管单管放大电路的三种基本接法的特点归纳如下： 晶体管单管放大电路的三种基本接法的特点归纳如下： CE”电路：既能放大电流又能放大电压， (1)“CE”电路：既能放大电流又能放大电压，输入电阻在 三种电路中居中， 输出电阻较大， 频带较窄。 三种电路中居中 ， 输出电阻较大 ， 频带较窄 。 常作为低频 电压放大电路的单元电路。 电压放大电路的单元电路。 CC”电路：只能放大电流不能放大电压， (2)“CC”电路：只能放大电流不能放大电压，是三种接法 中输入电阻最大、 输出电阻最小的电路， 中输入电阻最大 、 输出电阻最小的电路 ， 并具有电压跟随 的特点。 常用于电压放大电路的输入级和输出级， 的特点 。 常用于电压放大电路的输入级和输出级 ， 在功率 放大电路中也常采用射极输出的形式。 放大电路中也常采用射极输出的形式。 (3)“CB”电路：只能放大电压不能放大电流，输入电阻小， CB” 电路： 只能放大电压不能放大电流， 输入电阻小， 电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当， 电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当 ， 频率特性是三 种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。 种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。
分压来设置偏压， 它靠 R1 R2 对电源VDD 分压来设置偏压， 与 故称分压式偏置电路 分压式偏置电路。 故称分压式偏置电路。
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1、求静态工作点
U GSQ = R1 VDD − I DQ RS R1 + R2
I DQ = I DSS
U GSQ 1 − U GS ( off )
U i = U gs
Au = − g m R
'
' D
其中 RD = RD / / RL
可见，场效应管共源放大电路也有电压放大作用，并且 U o 可见，场效应管共源放大电路也有电压放大作用， 电压放大作用 反相位。 与 U i 反相位。
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(2)输入电阻 (2)输入电阻
ri
由图显见 i G 因栅流基本为零， 因栅流基本为零，
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一、自给偏压共源放大电路
1、电路形式及特点 图为N沟道结型场效应管共源放大电路， 图为N沟道结型场效应管共源放大电路，只有在 管子栅－ 小于零时电路才能正常工作。 管子栅－源之间电压 U GS 小于零时电路才能正常工作。
该电路是典型的自给 偏压电路， 偏压电路，它是靠源 极电阻上的电压为栅 －源提供一个负的偏 自给偏压。 故称自给偏压 压，故称自给偏压。
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第四节 放大电路的三种组态和性能分析
一、共集放大电路（CC组态，射极输出器，电压跟随器） 共集放大电路（CC组态，射极输出器，电压跟随器） 组态 1、电路型式 c极没有电阻 极没有电阻 不需要） （不需要）
e极必有电阻 极必有电阻 取出电压） （取出电压）
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3、动态性能分析 共漏放大电路 的微变等电路
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(1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数
' U o = g mU gs ⋅ RS
' RS = RS / / RL
' U i = U gs + U o = U gs (1 + g m RS )
' g m RS Au = ' 1 + g m RS
Uo ro = Io
RL =∞ U S =0
由 产生的输出电 Uo 流在e处有三个分流， 流在e处有三个分流， 列电流方程式： 列电流方程式： 1 Uo Uo 1 I o = I Re + I b + β I b = + (1 + β ) ' = Uo + ' Re RS + rbe Re RS + rbe 1+ β
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三种接法的比较： 三种接法的比较：空载情况下
接法 共射 共集 共基
Au
大 ≈1 大
Ai β
1＋β ＋
ri
中 大 小
r0
大 小 大
频带 窄 中 宽
α
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第五节 场效应管放大电路
场效应管通过栅场效应管通过栅-源之间的电压 uGS来控制漏极电 因此，它和晶体管一样可以实现能量的控制， 流 iD，因此，它和晶体管一样可以实现能量的控制，构 成放大电路。由于栅－ 成放大电路。由于栅－源之间电阻可达 107 ~ 1012 Ω ，所 以常作为高输入阻抗放大器的输入级。 以常作为高输入阻抗放大器的输入级。
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3、动态性能分析 与晶体管的h参数等效模型类比： 与晶体管的 参数等效模型类比： 参数等效模型类比
微变等效
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自给偏压共源放大 电路的微变等电路
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(1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数
' U o = − g mU gs ⋅ RD
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2、静态工作点
U GQ = 0
U GSQ = − I DQ RS
I DQ = I DSS U GSQ 1 − U GS ( off )
2
U DSQ = VDD − I DQ ( RD + RS )
U U 静态工作点为： I DQ、 GSQ 、 DSQ 静态工作点为：
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' RS + rbe 约为几百欧姆至几千欧姆， 因为 Re约为几百欧姆至几千欧姆， 所以 ro ≈ 1+ β 可见，共集电路的输出电阻很低，带负载能力强。 可见，共集电路的输出电阻很低，带负载能力强。
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4、特点 电压跟随；输入电阻大；输出电阻小。 电压跟随；输入电阻大；输出电阻小。
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2、静态分析 入手： 从IBQ入手：
I BQ
直流通路
VCC − U BE = Rb + (1 + β ) Re
I CQ = β I BQ
U CEQ = VCC − I CQ ⋅ Re
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3、动态分析
Uo (1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数 Au = Ui
r ≈R
RG 可取值很大。 可取值很大。
(3)输出电阻 (3)输出电阻 o 显见
r
ro ≈ RD
可见，共源电路与共射电路类似。 可见，共源电路与共射电路类似。
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二、分压供偏式共源放大电路
1、电路形式及特点
如图所示为N沟 如图所示为 沟 道耗尽型绝缘栅 场效应管构成的 共源放大电路。 共源放大电路。
' U o = − g mU gs ⋅ RD
U i = U gs + I s RS = U gs (1 + g m RS )
' Uo RD Au = = − g m Ui 1 + g m RS
' RD = RD / / RL
反相位。 式中的负号表示 U o 与 U i 反相位。 (2)输入电阻 (2)输入电阻 (3)输出电阻 (3)输出电阻
Re' = Re / / RL U o = (1 + β ) I b ⋅ R
' e
U i = I b [ rbe + (1 + β ) R ]
' e
(1 + β ) Re' ɺ Au = rbe + (1 + β ) Re'
Au ≤1
故称之为射 极跟随器
ɺ 若（ ＋β）Re' >> rbe，则 Au ≈ 1，即 U o ≈ U i 。 1
2
联立求解可得 I DQ和U GSQ。 因此
U DSQ = VDD − I DQ ( RD + RS )
则I DQ、 GSQ U DSQ U 、 为所求的静态工作点。 为所求的静态工作点。
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3、动态性能分析 分压供偏式共源放大 电路的微变等电路
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(1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数
h参数微变等效电路
“CB”接法下的工作点稳定电路 CB”
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(1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数
' RL Au = β rbe
(2)输入电阻 (2)输入电阻
rbe ri = Re / / ri = Re / / 1+ β
'
4、特点： 特点： 输入电阻小，频带宽！ 输入电阻小，频带宽！ 只放大电压（同相放大）， 只放大电压（同相放大）， 不放大电流！ 不放大电流！