模电第10讲 场效应管及其放大电路

三、场效应管放大电路的动态分析
1. 场效应管的交流等效模型
与晶体管的h参数等效模型类比：
近似分析时可认 为其为无穷大！
iD gm uGS
U DS
根据iD的表达式或转移特性可求得gm。
i D 2 I DSS 1 uGS gm uGS U U GS(off) U GS(off)

U
DS
2 I
2 DSS
1 uGS U GS(off) U GS(off)

2
U DS
2 U GS(off)
2 U GS(off)
2 UGS(th)
I DSS iD
当小信号作用时，可以用来 I DQ近似id，所以
gm
I DSS I DQ
同理，对于增强型MOS管
gm
I DO I DQ
2. 基本共源放大电路的动态分析
• 例2.7.1 已知图中所示电路 VGG 6V VDD 12V Rd 3kΩ
VGS(th) 4V I DO 10mA
试估算电路的Q点
Au
Ro
解：（1）求Q：
VGS VGG 6V 2 U GSQ I DQ I DO 1 2.5mA U GS(th) UDSQ VDD I DQ Rd 4.5V
优点：输入电阻高、噪声系数低、温度稳定性好、 抗辐射能力强、便于集成化。缺点：放大能力差。
输入 输出 公共极
Au
gm Rd 大 倒相
Ri
Ro
共源 g
d
s
很大 大几千欧 几倍~几十倍
gm Rs 1 gm Rs 小同相
Rd
共漏 g 共栅 s
s
d
跟随
d g
大
小几百欧
gm Rd
大 同相
小
大

Rg1
Rg3

RL
Rs
Cs
g Rg1 d VDD U GQ U AQ Rg1 Rg2 U gs gm Rg3 g d I U SQ DQ Rs U gs Rd RL U o Ui gmU gs Rg2 RRg3 g1 U GSQ 2 uo I D I DO ( 1) s U gs Rd R U i U GS(th) Rg2 2 gmDD I DQ (Rd Rg1) I DQ I DO U DSQ V Rs s U GS(th)
3. 分压式偏置电路 即典型的Q点稳定电路
U GQ U AQ U SQ I DQ Rs Rg1 Rg1 Rg2 VDD
I D I DO (
U GSQ U GS(th)
1) 2
U DSQ VDD I DQ ( Rd Rs )
为什么加Rg3?其数值应大些小些？ 哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？ 耗尽型N沟道MOS管
第十讲 场效应管放大电路
一、场效应管放大电路静态工作点 的设置方法 二、场效应管放大电路的动态分析
温故知新
符号
1. 结型场效应管
漏极饱 和电流 夹断 电压
IDSS
在恒流区时 uGS 2 iD I DSS (1 ) U GS(off)
2.MOS管的特性
1)增强型MOS管
开启 电压
uGS 在恒流区时，iD I DO ( 1) 2 U GS(th) 式中I DO为uGS 2U GS(th)时的iD
场效应管共源放大电的输入电阻远大于共射放大电路的输入电阻， 但它的电压放大能力不如共射电路，因此，只有在要求输入电阻 o u d L 很高的情况下才应用。 m
U A g ( R // R ) 5 Ui
Ri Rg3 Rg1 // Rg2 2.1M Ro Rd 5k
3. 基本共漏放大电路的动态分析
Uo I d Rs gm Rs Au 0.899 U i U gs I d Rs 1 gm Rs Ri
基本共漏放大电路输出电阻的分析
Uo Uo 1 Ro Rs ∥ 302 Io Uo g U gm m o Rs
gm
2 UGS(th)
I DO I DQ 2.5mS
Ri Ro Rd
U o I d Rd Au gm Rd Ui U gs
7.5
DD
Rg2
Rd
g
C2
VDD
C2
Rg2
C1 g3 R
Rs
T
Rd
Rg1
RL uo g Cs T
ui
U DSQ VDD I DQ Rd
2. 自给偏压电路
U GQ 0，U SQ I DQ Rs U GSQ U GQ U SQ I DQ Rs
由正电源获得负偏压 称为自给偏压
I D I DSS (1
U GSQ U GS(off)
)2
U DSQ VDD I DQ ( Rd Rs )
uGS=0可工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＞0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？ uGS＜0才工作在恒流区的场效应管有哪几种？
一、场效应管静态工作点的设置方法
1. 基本共源放大电路
根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间 加极性合适的电源
U GSQ VGG I DQ VGG I DO ( 1) 2 U GS(th)
2)耗尽型MOS管
夹断 电压
3. 工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性
N沟道( uGS＜0，uDS＞0) 结型 P沟道( uGS＞0，uDS＜0) N沟道( uGS＞0，uDS＞0) 场效应管 增强型 P沟道( uGS＜0，uDS＜0) 绝缘栅型 N沟道( uGS极性任意，uDS＞0 耗尽型 P沟道( uGS极性任意，uDS＜0