第四章-場(chǎng)效應(yīng)管放大電路.

第四章場(chǎng)效應(yīng)管放大電路基礎(chǔ) 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 一 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 MOSFET 三 場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 五 復(fù)合管 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 六 各種放大器件電路性能比較 重點(diǎn)知識(shí) 場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極 源極 s 柵極 g 漏極 d 對(duì)應(yīng)于晶體管的e b c 有三個(gè)工作區(qū)域 截止區(qū) 恒流區(qū) 可變電阻區(qū) 對(duì)應(yīng)于晶體管的截止區(qū) 放大區(qū) 飽和區(qū) 1 結(jié)構(gòu)和符號(hào) 導(dǎo)電溝道 源極 柵極 漏極 符號(hào) 結(jié)構(gòu)示意圖 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET 一 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET a 柵 源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道寬度的控制作用 溝道最寬 uGS可以控制導(dǎo)電溝道的寬度 為什么g s必須加負(fù)電壓 UGS off 2 工作原理 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET b 漏 源電壓對(duì)漏極電流的影響 uGS UGS off 且不變 VDD增大 iD增大 預(yù)夾斷 uGD UGS off uGD UGS off 2 工作原理 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET VDD的增大 幾乎全部用來克服溝道的電阻 iD幾乎不變 進(jìn)入恒流區(qū) iD幾乎僅僅決定于uGS uGD UGS off 場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件是什么 b 漏 源電壓對(duì)漏極電流的影響 2 工作原理 JFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET JFET 的特性曲線 夾斷電壓 漏極飽和電流 場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū) 因而uGS UGS off 且uDS UGS off 為什么必須用轉(zhuǎn)移特性描述uGS對(duì)iD的控制作用 1 轉(zhuǎn)移特性 一 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 JFET JFET 的特性曲線 2 輸出特性 g s電壓控制d s的等效電阻 預(yù)夾斷軌跡 uGD UGS off 可變電阻區(qū) 恒流區(qū) iD幾乎僅決定于uGS 擊穿區(qū) 夾斷區(qū) 截止區(qū) 夾斷電壓 IDSS 不同型號(hào)的管子UGS off IDSS將不同 低頻跨導(dǎo) 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理 uGS增大 反型層 導(dǎo)電溝道 將變厚變長(zhǎng) 當(dāng)反型層將兩個(gè)N區(qū)相接時(shí) 形成導(dǎo)電溝道 SiO2絕緣層 襯底 耗盡層 空穴 高摻雜 反型層 大到一定值才開啟 1 增強(qiáng)型管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 iD隨uDS的增大而增大 可變電阻區(qū) uGD UGS th 預(yù)夾斷 iD幾乎僅僅受控于uGS 恒流區(qū) 剛出現(xiàn)夾斷 uGS的增大幾乎全部用來克服夾斷區(qū)的電阻 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理 1 增強(qiáng)型管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 耗盡型MOS管在uGS 0 uGS 0 uGS 0時(shí)均可導(dǎo)通 且與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管不同 由于SiO2絕緣層的存在 在uGS 0時(shí)仍保持g s間電阻非常大的特點(diǎn) 加正離子 小到一定值才夾斷 uGS 0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理 2 耗盡型管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 轉(zhuǎn)移特性 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線 1 增強(qiáng)型MOS管 開啟電壓 輸出特性 在恒流區(qū) 轉(zhuǎn)移特性 夾斷電壓 輸出特性 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線 2 耗盡型MOS管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 工作在恒流區(qū)時(shí)g s d s間的電壓極性 場(chǎng)效應(yīng)管的分類 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) 2 開啟電壓VT 增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管有微小漏極電流時(shí)的VGS值 1 直流參數(shù) 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 1 輸出電阻rd 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) 2 交流參數(shù) 2 最大漏源電壓 V BR DS 3 最大柵源電壓 V BR GS 1 最大漏極電流 IDM 4 最大漏極功耗PDM 二 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) 3 極限參數(shù) 根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件 在g s d s間加極性合適的電源 固定偏置電路 三 場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 三 場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 由正電源獲得負(fù)偏壓稱為自給偏壓 哪種場(chǎng)效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn) 自給偏壓電路 公式法 三 場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 輸入回路負(fù)載線方程 輸出回路負(fù)載線方程 自給偏壓電路 圖解法 三 場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 自給偏壓電路 圖解法 三 場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 為什么加Rg3 其數(shù)值應(yīng)大些小些 哪種場(chǎng)效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn) 分壓式偏壓電路 典型的Q穩(wěn)定電路 近似分析時(shí)可認(rèn)為其為無窮大 根據(jù)iD的表達(dá)式或轉(zhuǎn)移特性可求得gm 與晶體管的h參數(shù)等效模型類比 場(chǎng)效應(yīng)管的交流等效模型 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 若Rd 3k Rg 5k gm 2mS 則 與共射電路比較 基本共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 基本共漏放大電路的動(dòng)態(tài)分析 四 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 分壓式偏置共源放大電路的動(dòng)態(tài)分析 輸出電阻的分析 若Rs 3k gm 2mS 則Ro 復(fù)合管的組成 多個(gè)管子合理連接等效成一個(gè)管子 不同類型的管子復(fù)合后 其類型決定于T1管 五 復(fù)合管 五 復(fù)合管 在合適的外加電壓下 每只管子的電流都有合適的通路 才能組成復(fù)合管 討論一 判斷下列各圖是否能組成復(fù)合管 Ri Ro 討論二 求下圖的輸入電阻和輸出電阻 五 復(fù)合管 放大電路的選用 按下列要求組成兩級(jí)放大電路 Ri 1 2k Au的數(shù)值 3000 Ri 10M Au的數(shù)值 300 Ri 100 200k Au的數(shù)值 150 Ri 10M Au的數(shù)值 10 Ro 100 共射 共射 共源 共射 共集 共射 共源 共集 六 各種放大器件電路性能比較 六 各種放大器件電路性能比較