场效应管基本放大电路电子教案

iD/mA Q
UDSQ
UGS=VGG
u DS/V VDD
２、自给偏压电路
（１）、工作原理
ＵＧＳ＝ＵＧ－ＵＳ＝－ＩＤＲＳ
（２）、静态工作点的估算
ID
UGS IDRS IDSS(1UUGSG(oSff)
)2
＋ . U
i
－
C1 G
RG
ＵＤＳ＝ＶＤＤ－ＩＤ（Ｒd＋ＲＳ）
RD C2 D
V ID
S
＋ U DD
I b rbe I e Re
•
Au
βRe
rbe(1β)Re
•
Ri
Ui
•
Ii
•
•
Ib
rbe
•
Ie
Re
Ie
Re
rbe 1 β
Ro RC
（四）、三种接法的比较
１、共射电路，反相电压放大器。
既能放大电流又能放大电压， 输出电阻较大，频带较窄。
２、共集电路，电压跟随器。
只能放大电流不能放大电压， 输入电阻最大，输出电阻最小
•
Ri
Ui
•
Ii
Ro Rd
例2.6.1
解：（１）、估算静态工作点：
ＵＧＳ＝ＶＧＧ＝６Ｖ
2
IDQIDOUVGGS(Gth) 1
Rg u I_
10612 2.5mA
VGG
4
+VDD Rd
T
uO
_
UDS QVDD IDR Qd 1 2 2 .5 3 4 .5 V
（２）、估算动态参数
gm
2 UGS(th)
＋ . Uo RL
RS
CS
－
３、分压式偏置电路
适用于各种类型 场效应管放大电路
UG
Rg1 Rg1 Rg2
•VDD
Rg2 150K
C1 Rg3
ui Rg1
1M 50K
Rd D
G S
RS 10K
+VDD=+20V 10K C2
10K RL
uo
CS
U G SU GU SRg1R g1 Rg2•VDD IDRS
射极输出器
C1
ui
RE
+VCC C2 RL uo
（三）、共基极放大电路
１、电路的组成
基本共基极放大电路
２、静态分析
IEQ
VBBUBEQ Re
I BQ
I EQ
1
U CE U Q C Q U E Q V C C IC R Q C U BEQ
３、动态分析
•
•
Au
Uo
•
Ui
•
•
I C RC
•
场效应管基本放大电路
（一）、放大电路的三种基本接法
iB b 输入 回路
iC c
输出 回路
e (a)
iB b
iE
e
iE
e
iC c
c
b
(b)
(c)
(a)共发射极；(b)共集电极；(c)共基极
（二）、共集放大电路
１、电路的组成
基本共集放大电路
２、静态分析
VBB=IBQRb+UBEQ+IEQRe
=IBQRb+UBEQ+(1+β)IBQRe
ＶＧＧ>ＵＧＳ(th)
ＶＤＤ的作用：
Rg u 1_
VGG
+VDD Rd
T
uO
_
图解法分析静态工作点
令：U• i 0
ＵＧＳＱ＝ＶＧＧ
负载线为：
VDD/RD
uＤＳ＝ＶＤＤ－iＤＲd
2Βιβλιοθήκη Baidu
iD IDOUuGGS(Sth) 1 IDQIDOUVGGS(Gth) 12
IDQ 0
ＵＤＳＱ＝ＶＤＤ－ＩＤＱＲd
•
•
1•
Id gmUgsrds•Uds
id
u ds
S
从特性曲线求gm的rds
iD=gmuGS+b
转移特性曲线
输出特性曲线
gm的表达式：
gmuiG DSUDSU 2G ID (SthO ) UuGG(StSh)
1
UDS
2 UGS(th)
IDOiD
在小信号作用时，可用ＩＤＱ来近似iD，得出：
gm
2 UGS(th)
–
+
Re
A u rb(e 1 (1)R ()eR (∥ e∥ RLR )L)0.992
•
Ii
输出电阻：
•
RB
Ui
•
IbB C
rbe E
+VCC
+C2
+
RL
uo –
•
Ic
•
Ib
RoRe∥ Rs∥ 1 Rb rbe3 7
Re
RL
•
Uo
２.６ 场效应管放大电路
（一）、场效应管放大电路的三种接法 （二）、静态及分析估算 （三）、动态分析
IDOIDQ
RG g
（三）、动态分析
１、场效应管的低频小信号等效模型 ２、基本共源放大电路的动态分析 ３、基本共漏放大电路的动态分析
１、场效应管的低频小信号等效模型
iDfuG,S uDS
dD iuiG DSUDSdG uSuiD DSUGSdD uS
D
令： iD
uGS
U DS
gm
iD
1
uDS UGS rds
G
u gs
３、共基电路，电流跟随器。
只能放大电压不能放大电流， 输入电阻小，频率特性好
（五）、作业讲解：Ｐ141 2.12
解：（1） 、静态分析：
IBQRV bC (C 1 UB)E RQ e 3.23μ2A KΩ
RS
IEQ (1)IBQ 2.6m 1 Au_S
200KΩ
Rb C1
uI
RE
_
3KΩ
++1V5VCC
C2
RL u O
_
U CE Q V C CIER Q e7.1V 7
（２）、当ＲL＝∞时：
Ri Rb∥[rbe(1)Re]11k0 Rb
A u rbe( 1(1)R)eRe 0.996 RS R （i ３R）b∥ 、[r当be Ｒ(1L ＝3)kR (Ωe∥ 时R ：L)]7k 6 us+–
C1 + ui
IDOIDQ
交流等效模型
id
D
G
u gs
u ds
S
G
u gs
S
D
id
g m u gs
u ds
rds
I•DgmU• gsr1ds•U• ds
场效应管的交流等效模型（微变等效电路）
压控电流源
G
•
•
I D gmUgs
id
D
u gs
g m u gs
u ds
S
２、基本共源放大电路的动态分析
Rg u 1_
（一）、场效应管放大电路的三种接法
g _•
Ui
d
s Rd RL
•
UO
_
gs
•
U_i
_ d
Rs RL
•
UO
•
U_i
sd
g Rd
RL
•
UO
_
(a)
共源放大电路
(b)
共漏放大电路
(c)
共栅放大电路
（二）、静态及分析估算
１、基本共源放大电路 ２、自给偏压电路 ３、分压式偏置电路
１、基本共源放大电路
Ｎ沟道增强型ＭＯＳ管
IBQRVb BB(1UB)ERQe
IEQ(1)IBQ
UCE QVCCIEQ Re
３、动态分析
（１）、等效电路
（２）、电压放大倍数
AuRb（ 1rbe(） 1Re )Re
（３）、输入电阻
R iR brb e(1)R e
（４）、输出电阻
Ro
Re
//rbeRb 1β
RL Re//RL
４、实用电路
RB
VGG
+VDD Rd
T
uO
_
G
u gs
id D
g m u gs
u ds
S
RG g
d
•
g m U gs
•
•
Ui
U gs
Rd
•
UO
_
_S
_
动态分析
交流等效电路
•
•
•
Au
Uo
•
I d Rd
•
Ui
U gs
RG g
d
•
g m U gs
•
•
Au
gm
U
•
gs
Rd
gmRd
•
Ui
_
•
U gs
Rd
•
UO
_S
_
U gs