基本放大电路教学场效应管共源极放大电路教学
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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
(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。
2020/4/4
电工电子技术
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
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
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
R2 R1
2020/4/4
Ugs
S
gm Ugs RD
电工电子技术
RL
Uo
动态分析：
G
电压放大倍数
RL D
RG Ui
Id= gm Ugs
电工电子技术
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
20=20/14/4.0375M
RD
RL
ro
ro=RD
=10K
电工电子技术
IS
2020/4/4
U 电工电子技术
如何求r？ I1=IS+Ir1
=IS+U1/r
I2=IS+Ir2 =IS+U2/r
I= I2 -I1 =（ U2 - U1 ）/r = U/r 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2020性/4/4 放大区，rce很大，电工可电子忽技术略
SiO2绝缘层
N
N
P
两个N区
P型基底
2020/4/4
N导电沟道
电工电子技术
未预留 N沟道增强型 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
2020/4/4
栅极 G
电工电子技术
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
2020实/4/4 验线路(共源极电接工电法子技)术
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
无输入信号时（ui=0），
估算：U 和 I 2020/4/4
DS
D。 电工电子技术
gm =3mA/V
UDD=20V
直流通道
+UDD+20V
R1 150K
I RD 10K
D
D
IG
RG G
UDS
S
来自百度文库
1M RS
R2 50K
10K
设：UG>>UGS
则：UGUS 而：IG=0 所以：
UG
=
R2 R1 R2
UDD
5V
ID
US RS
UG RS
0.5mA
2020/4/4
U DS U DDI D (R S R D ) 10V
电工电子技术
11.6.3 动态分析 +UDD=+20V
N
N
P
NMOS场效应管转移特性
N沟道增强型 D
（UGS=0时，
ID =0 ） G
S
N沟道耗尽型
D
（UGS=0时， 有ID）
G
2020/4/4
S
ID
UGS（th）UGS UGS全正
开启电压
ID
U 0 电工电子夹技术G断S电（压off）
UGS有正
UGS 有负
增强型NMOS场效应管 输出特性曲线
ID（mA） 4
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
2020/4/4
rbe
Q
UBE / IB =rbe
在Q点处近似线
电工电子技术
性 UBE
答疑
3.电流源及其特性曲线
I I
IS
U IS
U
I
I
IS
Ir rU
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
2020/4/4
电工电子技术
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
恒流区
UGS
夹断区 电工电子技术
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 gmUgs
D G
S
G +
Ugs
D
Id gmUgs
-
S
2020/4/4
电工电子技术
§ 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
Ugs
RD
RL Uo
R2
R1
•
•
Ui Ugs
2020/4/4
S
ri
•
ro
Au gm R'L
•
•
Uo gm Ugs (RD // RL )
负号表示输出电输工电入子技反术相 = – gm UiRL
电压放大倍数估算
•
AV gm R'L
RL=RD//RL
=-3（10//10）
=-15
2020/4/4
）
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
2020/4/4
电工电子技术
跨导gm= ID /
U=（GS3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V
ID（mA） 4
UGS=+2V
3
ID 2
可
变
1
电 阻
区
0
2020/4/4
ID UGS（th）UGS UGS全正
开启电压
2020/4/4
电工电子技术
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
UGS=+2V
3 2
1 0
2020/4/4
夹断电压电工U电P子=技-术2V
UGS=+1V
UGS=0V
UGS=-1V UGS=-2V U DS （V
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 2
1 0
2020/4/4
UGS=4V
UGS=3V
UGS=2V
UGS=1V
开启电压电工U电G子S技（术 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
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。
2020/4/4
电工电子技术
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
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
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
R2 R1
2020/4/4
Ugs
S
gm Ugs RD
电工电子技术
RL
Uo
动态分析：
G
电压放大倍数
RL D
RG Ui
Id= gm Ugs
电工电子技术
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
20=20/14/4.0375M
RD
RL
ro
ro=RD
=10K
电工电子技术
IS
2020/4/4
U 电工电子技术
如何求r？ I1=IS+Ir1
=IS+U1/r
I2=IS+Ir2 =IS+U2/r
I= I2 -I1 =（ U2 - U1 ）/r = U/r 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2020性/4/4 放大区，rce很大，电工可电子忽技术略
SiO2绝缘层
N
N
P
两个N区
P型基底
2020/4/4
N导电沟道
电工电子技术
未预留 N沟道增强型 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
2020/4/4
栅极 G
电工电子技术
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
2020实/4/4 验线路(共源极电接工电法子技)术
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
无输入信号时（ui=0），
估算：U 和 I 2020/4/4
DS
D。 电工电子技术
gm =3mA/V
UDD=20V
直流通道
+UDD+20V
R1 150K
I RD 10K
D
D
IG
RG G
UDS
S
来自百度文库
1M RS
R2 50K
10K
设：UG>>UGS
则：UGUS 而：IG=0 所以：
UG
=
R2 R1 R2
UDD
5V
ID
US RS
UG RS
0.5mA
2020/4/4
U DS U DDI D (R S R D ) 10V
电工电子技术
11.6.3 动态分析 +UDD=+20V
N
N
P
NMOS场效应管转移特性
N沟道增强型 D
（UGS=0时，
ID =0 ） G
S
N沟道耗尽型
D
（UGS=0时， 有ID）
G
2020/4/4
S
ID
UGS（th）UGS UGS全正
开启电压
ID
U 0 电工电子夹技术G断S电（压off）
UGS有正
UGS 有负
增强型NMOS场效应管 输出特性曲线
ID（mA） 4
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
2020/4/4
rbe
Q
UBE / IB =rbe
在Q点处近似线
电工电子技术
性 UBE
答疑
3.电流源及其特性曲线
I I
IS
U IS
U
I
I
IS
Ir rU
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
2020/4/4
电工电子技术
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
恒流区
UGS
夹断区 电工电子技术
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 gmUgs
D G
S
G +
Ugs
D
Id gmUgs
-
S
2020/4/4
电工电子技术
§ 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
Ugs
RD
RL Uo
R2
R1
•
•
Ui Ugs
2020/4/4
S
ri
•
ro
Au gm R'L
•
•
Uo gm Ugs (RD // RL )
负号表示输出电输工电入子技反术相 = – gm UiRL
电压放大倍数估算
•
AV gm R'L
RL=RD//RL
=-3（10//10）
=-15
2020/4/4
）
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
2020/4/4
电工电子技术
跨导gm= ID /
U=（GS3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V
ID（mA） 4
UGS=+2V
3
ID 2
可
变
1
电 阻
区
0
2020/4/4
ID UGS（th）UGS UGS全正
开启电压
2020/4/4
电工电子技术
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
UGS=+2V
3 2
1 0
2020/4/4
夹断电压电工U电P子=技-术2V
UGS=+1V
UGS=0V
UGS=-1V UGS=-2V U DS （V
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 2
1 0
2020/4/4
UGS=4V
UGS=3V
UGS=2V
UGS=1V
开启电压电工U电G子S技（术 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