第五章场效应管放大电路(5.5).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5.5,各种放大器件电路性能比较,5.5.1,各种,FET,的特性及注意事项,1,各种,FET,的特性比较,1,5.5,各种放大器件电路性能比较,5.5.1,各种,FET,的特性及注意事项,2,使用注意事项,(1),在,MOS,管中，有的产品将衬底引出,(,这种管子有四个管脚,),，可让使用者视电路的需要任意连接。,(2)FET(,包括结型和,MOS,型,),通常制成漏极与源极可以互换，而其,VI,特性没有明显的变化。,(3)JFET,的栅源电压不能接反，但可以在开路状态下保存。,(4),焊接时，电烙铁必须有外接地线，以屏蔽交流电场，防止损坏管子。,2,5.5,各种放大器件电路性能比较,5.5.2,各种放大器件电路性能的比较,BJT,有三个电极，它在放大电路中可有三种组态，即共射极,(CE),、,共集电极,(CC),和共基极,(CB),。,JFET,、,MESFET,、,MOSFET,也有三种组态，即共源极,(CS),、,共漏极,(CD),和共栅极,(CG),。,两种器件的六种组态又可归纳为三种通用的组态，即反相电压放大器,(,含,CE,、,CS),、,电压跟随器,(,含,CC,、,CD),和电流跟随器,(,含,CB,、,CG),。,3,5.5,各种放大器件电路性能比较,5.5.2,各种放大器件电路性能的比较,4,例,5.5.1,试设计一放大电路，要求其噪声低，能与具有高内阻的信号源匹配，且有较高的上限频率,(1 MHz),。,(1),确定电路方案；,(2),选用放大器件和电路元件参数；,(3),导出其中频区源电压,A,VSM,、,R,i,、,和,R,o,的表达式；,(4),算出电路的上限截止频率。,解：,(1),确定电路方案,JFET,噪声低，而由它构成的倒相电压放大电路具有电压增益较高和输入电阻高的特点，因此,第一级选用,JFET,共源电路,；为消除密勒效应，,第二级选用,BJT,电流跟随器,。整个电路为,共源,共基,串接组态，如图,5,5,1,所示。,5,解：,(1),确定电路方案,6,(2),选用放大器件和电路元件参数,解：,(1),确定电路方案,T,1,选用,JFET CS146,，,其工作点参数为,g,m1,=18mS,，,C,gs,=2.5pF,，,C,gd,=0.9pF,；,T,2,选用,BJT3DG4,，,其工作点的参数为：,=100,，,r,bb,=50,，,r,be,=1K,，,c,be,=80,pF,，,C,bc,=5pF,。,其他电路元件参数如图所示。,7,(2),选用放大器件和电路元件参数,解：,(1),确定电路方案,(3),求,A,VSM,、,R,i,、和,R,0,8,解：,(4),求上限频率,（高频小信号等效电路）,9,解：,(4),求上限频率,（高频小信号等效电路）,10,解：,(4),求上限频率,11,例题：,设,g,m,=3mA/V,，,=50,，,r,be,=1.7k,求：总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。,前级,:,场效应管共源极放大器,后级,:,晶体管共射极放大器,+,V,CC,R,S,3M,(+24V),R,1,20k,10k,C,2,C,3,R,4,R,3,R,L,R,E,2,82k,43k,10k,8k,10k,C,1,R,C,T,1,R,E,1,C,E2,T,2,C,E1,R,D,10k,R,2,1M,12,（,1,）估算各级静态工作点,:,（,略）,（,2,）动态分析,:,微变等效电路,首先计算第二级的输入电阻：,r,i,2,=,R,3,/,R,4,/,r,be,=82/43/1.7=1.7 k,场效应管共源极放大器,晶体管共射极放大器,R,3,R,4,R,C,R,L,R,S,R,2,R,1,R,D,r,be,g,d,s,13,第二步：计算各级电压放大倍数,场效应管共源极放大器,晶体管共射极放大器,R,3,R,4,R,C,R,L,R,S,R,2,R,1,R,D,r,be,g,d,s,14,第三步：计算输入电阻、输出电阻,r,i,=,R,1,/,R,2,=3/1=0.75M,r,o,=,R,C,=10k,场效应管共源极放大器,晶体管共射极放大器,R,3,R,4,R,C,R,L,R,S,R,2,R,1,R,D,r,be,g,d,s,15,第四步：计算总电压放大倍数,A,v,=,A,v,1,A,v,2,=(-4.4),(-147)=647,场效应管共源极放大器,晶体管共射极放大器,R,3,R,4,R,C,R,L,R,S,R,2,R,1,R,D,r,be,g,d,s,16,场效应管放大电路小结,(1),场效应管放大器输入电阻很大。,(2),场效应管共源极放大器,(,漏极输出,),输入输出反相，电压放大倍数大于,1,；输出电阻,=,R,D,。,(3),场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于,1,且约等于,1,；输出电阻小。,(4)FET,三种基本放大电路的比较。（,P183,表,4.4.1,）,17,本章小结,比较,内容,场效应管,三极管,导电,机理,只依靠一种载流子（多子）参与导电，为单极型器件。,两种载流子（多子和少子）参与导电，为双极型器件。,放大,原理,输入电压控制输出电流，,g,m,=0.1ms20ms,输入电流控制输出电流，例如，,=20100,特,点,1,.,制造工艺简单，便于大规模集成。,2,.,热稳定性好，噪声低。,3,.,输入电阻高，栅极电流,i,G,0,。,4.,g,m,小，放大能力较低。,1,.,受温度等外界影响较大，噪声大。,2,.,输入电阻低（因发射结正偏）。,3.,较大，放大能力强。,一、场效应管,与三极管的比较,18,二、,按照结构的不同，场效应管分为结型和绝缘栅型两种类型，,MOS,管属于绝缘栅型。每一类型均有两种沟道,N,沟道和,P,沟道，两者的主要区别在于电压的极性和电流的方向不同。,MOS,管又分为增强型和耗尽型两种形式。,本章小结,19,三、,正确理解场效应管工作原理的关键在于掌握电压,v,GS,及,v,DS,对导电沟道和电流,i,D,的不同作用，并掌握预夹断与夹断这两个状态的区别和条件。转移特性曲线和输出特性曲线描述了,v,GS,、,v,DS,和,i,D,三者之间的关系。与三极管相类似，场效应管有截止区（即夹断区）、恒流区（即放大区）和可变电阻区三个工作区域。在恒流区，可将,i,D,看成受电压,v,GS,控制的电流源。,g,m,、,V,P,（或,V,T,）、,I,DSS,、,I,DM,、,P,DM,、,V,(BR)DS,和极间电容是场效应管的主要参数。,本章小结,20,四、,场效应管特性比较,本章小结,场效应管类型,v,GS,极性,v,DS,极性,v,DS,大小（表达式）,耗,尽,型,结,型,N,沟道,-,+,v,DS,v,GS,V,P,P,沟道,+,-,v,DS,v,GS,V,P,M,O,S,管,N,沟道,+,，,-,，,0,均可,+,v,DS,v,GS,V,P,P,沟道,-,，,+,，,0,均可,-,v,DS,v,GS,V,P,增,强,型,M,O,S,管,N,沟道,+,+,v,DS,v,GS,V,T,P,沟道,-,-,v,DS,v,GS,V,T,21,作 业,P,249,:,T5.1.1,T5.1.3,T 5.1.4.,T 5.2.1,T 5.2.3,T 5.2.4,T 5.2.9.,T 5.3.6,T 5.3.7,T 5.3.8.,T 5.5.1.,22,