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场效应管放大电路特点

2017年10月25日 17:23 网络整理 作者: 用户评论(0

  场效应管放大电路

  对应三极管的共射、共集及共基放大电路,场效应管放大电路也有共源、共漏和共栅三种基本组态。下面以JFET组成的共源极放大电路为例,介绍场效应管放大电路的工作原理。

  1.自偏压电路

  自偏压电路如图3-10所示。在图中,场效应管栅极通过栅极电阻RG接地,源极通过源极电阻RS接地。这种偏置方式利用JFET(或耗尽型MOS管)在栅源电压uGS=0时,漏极电流iD≠0的特点,以漏极电流在源极电阻RS上的直流压降,给栅源之间提供反向偏置电压。也就是说,在静态时,源极电位uS=iDRS,由于栅极电流为0,RG上没有压降,栅极电位uG=0,所以栅源之间的偏置电压为

  uGS=uG-uS=-iDRS

  要说明的是,自偏压方式不能用于由增强型MOS管组成的放大电路。因为增强型MOS管

  只有当uGS达到UT时才有iD产生。

场效应管放大电路特点

  对于图3-10电路的静态工作点,可以利用式(3-1)和式(3-3)求联立方程,即

  ID=IDSS(1-UGS/UP)2(3-4

  )UGS=-IDRS(3-5)

  求得ID和UGS之后,则有

  UDS=VDD-ID(RD+RS)(3-6)

  例3-1电路如图3-10所示,已知IDSS=0.5mA,UP=-1V,试确定电路的静态工作点。

  解:根据上面分析得到的公式有

  ID=0.5(1+UGS)2

  UGS=-2ID

  将UGS表达式代入ID表达式中,得

  ID=0.5(1-2ID)2

  解方程得

  ID=(0.75±0.56)mA

  而IDSS=0.5mA,ID不应大于IDSS,所以

  IDQ=0.19mA

  UGSQ=0.38V

  UDSQ=11.9

  2.分压式自偏压电路

  虽然自偏压电路比较简单,但是当静态工作点确定后,uGS和iD就确定了,因而RS选择的范围很小。分压式自偏压电路是在图3-10电路的基础上加接分压电阻后组成的,如图3-11所示。漏极电源VDD经分压电阻RG1和RG2分压后,通过RG3供给栅极电压,uG=RG2VDD/(RG1+RG2);同时漏极电流在源极电阻RS上也产生压降,uS=iDRS。因此,静态时加在JFET上的栅源电压为

 

  uGS=uG-u

  =VDDRG2/(RG1+RG2)-iDRS(3-7)

  同样可根据式(3-1)和(3-7)求联立方程,即

  ID=IDSS(1-UGS/UP)2

  UGS=VDDRG2/(RG1+RG2)-IDRS

  从而求出ID和UGS,并求出

  UDS=VDD-ID(RD+RS)

  得出电路的静态工作点。

  3、场效应管放大电路的动态分析

  图3-10自偏压电路可以用图3-12的交流等效电路来表示,图中RL为放大电路外加的负载电阻。从图中不难求出电压放大倍数Au、Ri和Ro三个性能参数。
场效应管放大电路特点

  1.电压放大倍数Au

  由图3-12可得出

  Au=uo/ui=(-idR′L)/ugs=-(gmugsR′L)/ugs

  即

  Au=-gmR′L(3-8)

  其中,R′L=RD∥RL。

  式(3-8)表明,JFET共源放大电路的电压放大倍数Au与跨导gm成正比,且输出电压与输入电压反相。

  2.输入电阻Ri和输出电阻Ro

 

  由图3-12可得

  Ri≈RG(3-9)

  Ro≈RD(3-10)

  可见,共源放大电路的输入电阻Ri主要由偏置电阻RG决定,而输出电阻Ro则由漏极电阻RD决定。

  场效应管放大电路的优缺点

           优点

  (1)输入电阻大。用普通三极管做成放大电路,共射电路的输入电阻约几KΩ,(我们一般称之为10^3级),共集电极电路的输入电阻也只能做到几十K欧到一百多K欧(10^5级),而使用结型场效应管(JFET)就可做到输入电阻10^6级,使用MOS管能做到10^8级以上。

  (2)温度稳定性好,由于场效应管里没有漂移电流,基本不受温度变化的影响。

  缺点:

  (1)放大倍数小,一级放大只能做到几倍(可能不到10倍),(2)输入端由于静电感应容易产生击穿

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( 发表人:邓家乐-老账号 )

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