场效应管放大电路

2011-07-12 20:02:25来源: 互联网
场效应管放大电路

4.3.1 直流偏置电路及静态分析

一、直流偏置电路

由场效应管组成放大电路时,也要建立合适的静态工作点Q,而且场效应管是电压控制器件,因此需要有合适的-源偏置电压。常用的直流偏置电路有两种形式,即自偏压电路和分压式自偏压电路。

1.自偏压电路

 (a)                                    (b)

图1

图1(a)所示电路是一个自偏压电路,其中场效应管的栅极通过电阻Rg接地,源极通过电阻R 接地。这种偏置方式靠漏极电流ID在源极电阻R上产生的电压为栅-源极间提供一个偏置电压VGS,故称为自偏压电路。静态时,源极电位VS=IDR。由于栅极电流为零,Rg上没有电压降,栅极电位VG=0,所以栅源偏置电压VGS= VG–VS= –IDR 。耗尽型MOS管也可采用这种形式的偏置电路。

图1(b)所示电路是自偏压电路的特例,其中VGS=0。显然,这种偏置电路只适用于耗尽型MOS管,因为在栅源电压大于零、等于零和小于零的一定范围内,耗尽型MOS管均能正常工作。

增强型MOS管只有在栅-源电压达到其开启电压VT时,才有漏极电流ID产生,因此这类管子不能用于图1所示的自偏压电路中。

2.分压式偏置电路

图2

二、静态分析

对场效应管放大电路的静态分析也可以采用图解法或公式估算法,图解法的步骤与双极型三极管放大电路的图解法相似。这里仅讨论用公式估算法求静态工作点。

工作在饱和区时,结型场效应管和耗尽型MOS管的漏极电流 ,增强型MOS管的漏极电流

求静态工作点时,对于图1(a)所示电路,可求解方程组

得到ID和VGS。

管压降

对于图2所示电路,可求解方程组

得到ID和VGS。

管压降 VDS=VDD–ID( Rd + R )

4.4.2 场效应管的小信号模型分析法

一、场效应管和小信号模型

场效应管也是非线性器件,在输入信号电压很小,且场效应管工作在放大区时,与三极管一样,也可将其用小信号模型等效,如下面动画所示。

当场效应管工作在高频小信号条件下时,其极间电容的影响不能忽略,这时场效应管要用右图所示的高频小信号模型等效。

二、共源放大电路及小信号模型分析法

与双极型三极管放大电路相对应,场效应管放大电路也有三种基本组态,即共源极、共漏极和共栅极放大电路。用场效应管小信号模型分析其放大电路的步骤,与三极管小信号模型分析法的步骤相同。

共源极放大电路如图1(a)所示,其中频小信号等效电路由连续操作图1中的第一个按钮得到。

1.中频电压增益

场效应管的输出电阻rd通常在几百千欧数量级,比电阻Rd 、RL大得多,因此可将rd作开路处理,于是图1(b)中

   

式中负号表示共源极放大电路的输出电压与输入电压相位相反,即共源极放大电路属于反相电压放大电路。

2.输入电阻

由于场效应管栅极几乎不取信号电流,栅-源极间的交流电阻可视为无穷大,因此,图1所示共源极放大电路的输入电阻为

3.输出电阻

应用前面介绍过的求放大电路输出电阻的方法,可求得图1所示电路的输出电阻为

由上述分析可知,与共射极放大电路类似,共源极放大电路具有一定的电压放大能力,且输出电压与输入电压反相,故被称为反相电压放大器。共源极放大电路的输入电阻很高,输出电阻主要由漏极电阻Rd决定。适用于作多级放大电路的输入级或中间级。

三、共漏极放大电路

共漏极放大电路如图1(a)所示,其中频小信号等效电路如图1(b)所示。由于输出电压从源极取出,故又称其为源极输出器。

1.中频电压增益

由图1(b)可知

所以

  

由此式可知,共漏极放大电路的中频电压增益 ,输出电压与输入电压相位相同。当 时, ,因此,共漏极放大电路又称为源极电压跟随器。

2.输入电阻Ri

3.输出电阻Ro

连续操作图1(b)中的三角形按钮,可以得到求共漏极放大电路输出电阻的等效电路。

在此电路中,由于栅极电流 ,栅极回路的电阻上均无信号电压,所以 ,于是有

即共漏极电路的输出电阻Ro等于源极电阻R 和跨导的倒数 相并联,所以,输出电阻Ro较小。不过,由于一般情况下gm较小,因而使共漏电路的输出电阻比共集电极电路的输出电阻高。

由以上分析可知,与三极管共集电极放大电路类似,场效应管共漏极放大电路没有电压放大作用,其电压增益小于1,输出电压与输入电压相位相同,输入电阻高,输出电阻低。可作阻抗变换用。

关键字:放大电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0712/article_10539.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
放大电路

小广播

独家专题更多

迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
​TE工程师帮助将不可能变成可能,通过技术突破,使世界更加清洁、安全和美好。
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved