第4章 场效应管放大电路

4.14.3 4.14.3 场效应管的基本问题（自学）场效应管的基本问题（自学）Basic question about FET4.4 4.4 场效应管放大电路场效应管放大电路Field Effect Transistor Amplifier4.5 4.5 各种放大器件电路性能比较各种放大器件电路性能比较 Comparison of the amplification devices1.场效应管根据结构不同分为哪两大类？2.何谓耗尽型？何谓增强型？VP夹断电压和VT开启电压分别是何种类型场效应管的重要参数之一？3.场效应管有哪三个电极？和BJT管如何对应？4.场效应管的两个电压VGS和VDS分别起何主要作用？5.场效应管输出特性曲线分为哪几个区？作放大时工作在哪个区？为什么？6.场效应管是双极型？单极型？电压控制器件还是电流控制器件？它的输入电阻如何？7.根据场效应管特点作放大时，应如何合理设置Q点？针对以下问题，自学针对以下问题，自学JFET和和MOSFET，了解，了解MESFET：Basic question about FET 场效应晶体管场效应晶体管场效应管与晶体管不同，它是电压场效应管与晶体管不同，它是电压控制元件，输入阻抗高，温度稳定性控制元件，输入阻抗高，温度稳定性好。好。结型场效应管结型场效应管JFET绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管MOS场效应管有两种场效应管有两种:N沟道沟道P沟道沟道耗尽型耗尽型增强型增强型耗尽型耗尽型增强型增强型 MOS绝缘栅场效应管（绝缘栅场效应管（N沟道）沟道）（1）结构结构PNNGSDP型基底型基底两个两个N区区SiO2绝缘层绝缘层金属铝金属铝N导电沟道导电沟道未预留未预留 N沟道增强型沟道增强型预留预留 N沟道耗尽型沟道耗尽型PNNGSDGSDN沟道增强型沟道增强型（2）符号）符号N沟道耗尽型沟道耗尽型GSD栅极栅极漏极漏极源极源极耗尽型耗尽型N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线IDmAVUDSUGS 实验线路实验线路(共源极接法共源极接法)GSD输出特性曲线输出特性曲线UGS=0VU DS（V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V夹断电压夹断电压UP=-2V固定一个固定一个U DS，画出，画出ID和和UGS的关系曲线，称为转移特性的关系曲线，称为转移特性曲线曲线耗尽型耗尽型N沟道沟道MOS管的特性曲线管的特性曲线转移特性曲线转移特性曲线0IDUGSUP夹断电压夹断电压跨导跨导gmUGS=0VU DS（V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V=ID/UGS=（3-2）/（1-0）=1/1=1mA/V UGS IDN沟道沟道P沟道沟道增强型增强型enhancement耗尽型耗尽型depletion typeN沟道沟道N channelP沟道沟道P channelN沟道沟道P沟道沟道（耗尽型）（耗尽型）depletion typeFET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型FET分类：分类：Classification of FET场效应管场效应管 field effect transistor结型结型 junction type绝缘珊型绝缘珊型 isolated gate typeMOS型型 metal oxide semiconductor typedepletion type耗尽型耗尽型：场效应管没有加偏置电压：场效应管没有加偏置电压biased voltage时，就有导电沟道存在时，就有导电沟道存在enhancement增强型增强型：场效应管没有加偏置电压：场效应管没有加偏置电压biased voltage时，没有导电沟道时，没有导电沟道 4.4.1 FET4.4.1 FET的直流偏置电路及静态分析的直流偏置电路及静态分析 analysis of static state&DC biased circuit of FETanalysis of static state&DC biased circuit of FET 4.4.2 FET 4.4.2 FET放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法 small-signal model analysis of FET amplifiersmall-signal model analysis of FET amplifier Field Effect Transistor Amplifier1.1.自偏压电路自偏压电路self-biasing circuitself-biasing circuit3.3.静态工作点的确定静态工作点的确定confirmation of Q-pointconfirmation of Q-point 4.4.1 FET4.4.1 FET的直流偏置电路及静态分析的直流偏置电路及静态分析 analysis of static state&DC biased circuit of FETanalysis of static state&DC biased circuit of FET2.2.分压式自偏压电路分压式自偏压电路voltage-dividing self-biasing circuitvoltage-dividing self-biasing circuit1.1.自给偏压共源放大电路自给偏压共源放大电路 self-biasing circuitself-biasing circuitvGSVGS=-IDR此电路只能用于耗尽型FET，亦称自偏压电路自偏压电路2.分压式自偏压电路分压式自偏压电路voltage-dividing self-biasing circuitvoltage-dividing self-biasing circuitSV GSVGVDDg2g1g2VRRR RID 此电路既适用于耗尽型既适用于耗尽型FET又适用于增强型又适用于增强型FETQ点：点：VGS、ID、VDSvGS=2PGSDSSD)1(VvIi VDS=已知已知VP，由，由VDD-iD(Rd+R)-iDR可解出可解出Q点的点的VGS、ID、VDS 3.静态工作点的确定静态工作点的确定 confirmation of Q-pointconfirmation of Q-point1.1.FETFET小信号模型小信号模型FET small-signal modeFET small-signal mode2.2.动态指标分析动态指标分析analysis of active indexanalysis of active index3.3.三种基本放大电路的性能比较三种基本放大电路的性能比较performance comparisonperformance comparison 4.4.2 FET 4.4.2 FET放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法small-signal model analysis of FET amplifiersmall-signal model analysis of FET amplifier1.FET1.FET小信号模型小信号模型 FET small signal model （1）中中低频模型低频模型 medium-low frequency model（2）高频模型）高频模型 high frequency model在高频时，极间电容不能忽略，需用高频模型分析2.2.动态指标分析动态指标分析 analysis of active index（1 1）中低频小信号模型）中低频小信号模型 medium-low frequency model（共源电路，分析方法同BJT）其微变等效电路2.动态指标分析动态指标分析 analysis of active index（2）中频电压增益）中频电压增益voltage gain（3）输入电阻）输入电阻input impedance（4）输出电阻）输出电阻output impedance忽略忽略 rD iVgsVRVggsm)1(mgsRgV oVdgsmRVg mVARgRgmdm1 /iiRR 由输入输出回路得由输入输出回路得则则giiIVR )/(g2g1g3RRR)/()1(g2g1g3mgsgsRRRRgrr 通常通常则则)/(g2g1g3iRRRR doRR Rgrr)1(mgsgs gsgsgsmgsgsgs)(rVRVgrVV RiRiRo 例例4.4.2 共漏极放大电路如图共漏极放大电路如图示。试求中频电压增益、输入电阻示。试求中频电压增益、输入电阻和输出电阻。和输出电阻。（2）中频电压增益）中频电压增益（3）输入电阻）输入电阻 iVgsV)/(LgsmRRVg )/(1LmgsRRgV oV)/(LgsmRRVg mVA)/(1)/(LmLmRRgRRg 得得)/(g2g1g3iRRRR 解：解：（1 1）中频小信号模型）中频小信号模型由由ioVV1 例题例题（4 4）输出电阻）输出电阻 oRm11gR 所以所以由图有由图有TTIVm1/gR 例题例题RgsmTIVgImTTTgRVVgRVI1mTgsmRTVgII 即即又又TgsVVCECS1.1.组态对应关系：组态对应关系：relationFETBJTCCCDCBCGBJTFET2.电压增益：电压增益：voltage gainbeLc)/(rRR CE：)/(LdmRRg CS：)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR CC：)/(1)/(LmLmRRgRRg CD：beLc)/(rRR CB：)/(LdmRRgCG：Performance comparison4.输出电阻：输出电阻：output impedanceBJTFET3.输入电阻：输入电阻：input impedancebeb/rRCE：CS：)/(g2g1g3RRR 1/beerRCB：CG：m1/gR )/)(1(/LebebRRrR CC：CD：)/(g2g1g3RRR cRCB：CG：dR 1)/(/bebserRRRCC：CD：m1/gRcRCE：CS：dR作业：作业：4.1.34.3.14.3.34.4.14.4.44.4.5