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1、第2章 三极管及其放大电路 由于场效应管具有很高的输入电阻，适用于对高内由于场效应管具有很高的输入电阻，适用于对高内阻信号源的放大，通常用在多级放大电路的输入级。阻信号源的放大，通常用在多级放大电路的输入级。场效应管放大电路的组成原则与三圾管相同：要求场效应管放大电路的组成原则与三圾管相同：要求有合适的静态工作点，使输出信号波形不失真而且幅度有合适的静态工作点，使输出信号波形不失真而且幅度最大。与晶体管基本放大电路相对应，场效应管基本放最大。与晶体管基本放大电路相对应，场效应管基本放大电路也有大电路也有3种接法种接法(或称为组态或称为组态)，即共源、共漏和共，即共源、共漏和共栅放大电路。其分析
2、方法与栅放大电路。其分析方法与BJT三极管基本相同。三极管基本相同。2 基本共源极放大电路基本共源极放大电路1.自给偏压放大电路自给偏压放大电路1第2章 三极管及其放大电路 自给偏置就是通过场效应管本身的源极电流来产生栅极所自给偏置就是通过场效应管本身的源极电流来产生栅极所需的偏置电压。当源极电流流过需的偏置电压。当源极电流流过Rs时将产生压降，而栅极虽然时将产生压降，而栅极虽然通过电阻通过电阻Rg接地，由于栅极电流几乎为零，栅极对地电位接地，由于栅极电流几乎为零，栅极对地电位UG近近似为零。即似为零。即图图241源自给偏置放大电路及其直流通路源自给偏置放大电路及其直流通路2第2章 三极管及其
3、放大电路(1)估算法估算法 根据直流通路的画法：根据直流通路的画法：电容视为开路；电容视为开路；电感视为短电感视为短路路(若有直流电阻，则保留其直流电阻若有直流电阻，则保留其直流电阻)；信号源短路，但保信号源短路，但保留其内阻。图留其内阻。图241(a)所示电路的直流通路如图所示电路的直流通路如图241(b)所示。所示。由此列输入回路电压方程由此列输入回路电压方程：JFET(或耗尽型或耗尽型FET)的电流方程：的电流方程：联解两式并舍去不合理的一组解，可求得联解两式并舍去不合理的一组解，可求得UGSQ和和IDQ。3第2章 三极管及其放大电路列输出回路电压方程：列输出回路电压方程：求得：求得：(
4、2)图解法静态分析图解法静态分析首先列输出直流负载线方程：首先列输出直流负载线方程：其次，列输入直流负载线方程：其次，列输入直流负载线方程：UGS=-IDRs 4第2章 三极管及其放大电路 在图在图242(a)和和(b)图上读出图上读出Q点的值点的值(UGSQ、IDQ和和UDSQ)即为所求参数。即为所求参数。图图242共源自给偏置放大电路静态图解共源自给偏置放大电路静态图解5第2章 三极管及其放大电路2.分压式自偏压共源极放大电路分压式自偏压共源极放大电路 增强型增强型FET分压式偏置电路如图分压式偏置电路如图243(a)所示。该电路利用所示。该电路利用电阻对电源电阻对电源UDD进行分压，从而
5、给栅极提供固定的偏置电压：进行分压，从而给栅极提供固定的偏置电压：源极对地的电压和自偏置时一样，可用下式表示：源极对地的电压和自偏置时一样，可用下式表示：因此栅源极间偏置电压由上述两部分所构成：因此栅源极间偏置电压由上述两部分所构成：6第2章 三极管及其放大电路图图243共源分压式偏置放大电路及直流通路共源分压式偏置放大电路及直流通路(1)估算法估算法首先画出直流通路如图首先画出直流通路如图243(b)所示。所示。7第2章 三极管及其放大电路和和得：得：增强型增强型JFET的电流方程：的电流方程：联解上面两式并舍去不合理的一组解，可求得联解上面两式并舍去不合理的一组解，可求得UGSQ和和IDQ
6、 列输出回路电压方程：列输出回路电压方程：求得：求得：由输入回路电压方程：由输入回路电压方程：8第2章 三极管及其放大电路(2)图解法图解法 首先利用前述相同方法作出动态转移特性曲线如图首先利用前述相同方法作出动态转移特性曲线如图244所所示，然后输入回路的直流负载线，它与横越轴交于示，然后输入回路的直流负载线，它与横越轴交于 ，纵轴交于纵轴交于 ，斜率为，斜率为 。显然，动态转移特性曲线。显然，动态转移特性曲线与负载线的交点与负载线的交点Q即为该电路的静态工作点。即为该电路的静态工作点。图图244共源分压式偏置放大电路转移特性共源分压式偏置放大电路转移特性 9第2章 三极管及其放大电路2.动
7、态分析动态分析-微变等效电路分析法微变等效电路分析法 如果输入信号较小，场效应管工作在线性放大区，也就是场效应管的如果输入信号较小，场效应管工作在线性放大区，也就是场效应管的饱和区，那么和分析三极管放大电路一样，也可以采用微变等效电路分析法，饱和区，那么和分析三极管放大电路一样，也可以采用微变等效电路分析法，此时，我们首先要知道的就是场效应管的微变等效模型如图此时，我们首先要知道的就是场效应管的微变等效模型如图245。gm为场效应管的跨导，为场效应管的跨导，也就是受控源的系数为：也就是受控源的系数为：245场效应管的微变等效模型（1）场效应管的）场效应管的微变等效电路微变等效电路10第2章 三
8、极管及其放大电路（2）分压式自偏压放大电路的微变等效电路）分压式自偏压放大电路的微变等效电路（3）动态指标）动态指标1）电压放大倍数）电压放大倍数11第2章 三极管及其放大电路2）输入电阻）输入电阻3）输出电阻）输出电阻 场效应管共源放大电路的输出电阻，与共射放大电路相似，求取方法也相同，其大小由漏极电阻Rd决定，即 Ro Rd 12第2章 三极管及其放大电路2.共漏极放大电路共漏极放大电路 共漏组态基本共漏组态基本放大电路如图放大电路如图246(a)所示，其直所示，其直流工作状态和动态分析如下：流工作状态和动态分析如下：图图246共漏放大电路及直流通路共漏放大电路及直流通路13第2章 三极管
9、及其放大电路(1)静态分析静态分析 将图将图246(a)所示共漏基本放大电路的直流通路所示共漏基本放大电路的直流通路画出，如图画出，如图246(b)所示，所示，于是有于是有:由此由此可以解出可以解出UGSQ，IDQ和和UDSQ。第2章 三极管及其放大电路(2)动态分析动态分析 画出图画出图246 (a)所示共漏基本放大电路的所示共漏基本放大电路的微变等效电路，如图微变等效电路，如图247(a)所示所示图图247微变等效电路及求输出电阻的等效电路微变等效电路及求输出电阻的等效电路15第2章 三极管及其放大电路1)1)求电压放大倍数求电压放大倍数式中式中2)求输入电阻求输入电阻16第2章 三极管及
10、其放大电路3)求输出电阻求输出电阻 计算输出电阻的原则与其他组态相同，计算输出电阻的原则与其他组态相同，将图将图247(a)改回为图改回为图247(b)：17第2章 三极管及其放大电路*共栅组态基本放大电路共栅组态基本放大电路 共栅放大电路如图共栅放大电路如图248(a)所示，其微变等效电路如图所示，其微变等效电路如图248(b)所示所示 图图248共栅组态放大电路及微变等效电路共栅组态放大电路及微变等效电路18第2章 三极管及其放大电路(1)静态分析静态分析与共源组态放大与共源组态放大电路图电路图相同，此略。相同，此略。(2)动态分析动态分析1)求电压放大倍数求电压放大倍数2)求输入电阻求输
11、入电阻3)求输出电阻求输出电阻19第2章 三极管及其放大电路结论结论 场效应管与晶体管相比，最大的特点是组成的放大电路输入电阻很高。场效应管与晶体管相比，最大的特点是组成的放大电路输入电阻很高。在需要高输入电阻的场合常常采用场效应管放大电路作输入级。然而由于栅在需要高输入电阻的场合常常采用场效应管放大电路作输入级。然而由于栅源间存在等效电容，而且电容值很小，只有几皮法到十几皮法，同时由于栅源间存在等效电容，而且电容值很小，只有几皮法到十几皮法，同时由于栅源电阻很大，若有感应电荷将不易泄放，因而形成高压源电阻很大，若有感应电荷将不易泄放，因而形成高压(QCU)将栅源间将栅源间的绝缘击穿。所以在使用时要注意保护。现在很多场效应管已在栅源间并联的绝缘击穿。所以在使用时要注意保护。现在很多场效应管已在栅源间并联了一个二极管起限幅作用，则使用起来就安全多了了一个二极管起限幅作用，则使用起来就安全多了。20第2章 三极管及其放大电路21