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  • 場效應管放大電路特點介紹
    • 發布時間:2021-03-19 17:05:43
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    場效應管放大電路特點介紹
    場效應管放大電路
    對應三極管的共射、共集及共基放大電路,場效應管放大電路也有共源、共漏和共柵三種基本組態。下面以JFET組成的共源極放大電路為例,介紹場效應管放大電路的工作原理。
    1.自偏壓電路
    自偏壓電路如圖3-10所示。在圖中,場效應管柵極通過柵極電阻RG接地,源極通過源極電阻RS接地。這種偏置方式利用JFET(或耗盡型MOS管)在柵源電壓uGS=0時,漏極電流iD≠0的特點,以漏極電流在源極電阻RS上的直流壓降,給柵源之間提供反向偏置電壓。也就是說,在靜態時,源極電位uS=iDRS,由于柵極電流為0,RG上沒有壓降,柵極電位uG=0,所以柵源之間的偏置電壓為
    uGS=uG-uS=-iDRS
    要說明的是,自偏壓方式不能用于由增強型MOS管組成的放大電路。因為增強型MOS管
    只有當uGS達到UT時才有iD產生。
    場效應管放大電路
    對于圖3-10電路的靜態工作點,可以利用式(3-1)和式(3-3)求聯立方程,即
    ID=IDSS(1-UGS/UP)2(3-4
    )UGS=-IDRS(3-5)
    求得ID和UGS之后,則有
    UDS=VDD-ID(RD+RS)(3-6)
    例3-1電路如圖3-10所示,已知IDSS=0.5mA,UP=-1V,試確定電路的靜態工作點。
    解:根據上面分析得到的公式有
    ID=0.5(1+UGS)2
    UGS=-2ID
    將UGS表達式代入ID表達式中,得
    ID=0.5(1-2ID)2
    解方程得
    ID=(0.75±0.56)mA
    而IDSS=0.5mA,ID不應大于IDSS,所以
    IDQ=0.19mA
    UGSQ=0.38V
    UDSQ=11.9
    2.分壓式自偏壓電路
    雖然自偏壓電路比較簡單,但是當靜態工作點確定后,uGS和iD就確定了,因而RS選擇的范圍很小。分壓式自偏壓電路是在圖3-10電路的基礎上加接分壓電阻后組成的,如圖3-11所示。漏極電源VDD經分壓電阻RG1和RG2分壓后,通過RG3供給柵極電壓,uG=RG2VDD/(RG1+RG2);同時漏極電流在源極電阻RS上也產生壓降,uS=iDRS。因此,靜態時加在JFET上的柵源電壓為
    uGS=uG-u
    =VDDRG2/(RG1+RG2)-iDRS(3-7)
    同樣可根據式(3-1)和(3-7)求聯立方程,即
    ID=IDSS(1-UGS/UP)2
    UGS=VDDRG2/(RG1+RG2)-IDRS
    從而求出ID和UGS,并求出
    UDS=VDD-ID(RD+RS)
    得出電路的靜態工作點。
    3、場效應管放大電路的動態分析
    圖3-10自偏壓電路可以用圖3-12的交流等效電路來表示,圖中RL為放大電路外加的負載電阻。從圖中不難求出電壓放大倍數Au、Ri和Ro三個性能參數。
    場效應管放大電路
    1.電壓放大倍數Au
    由圖3-12可得出
    Au=uo/ui=(-idR′L)/ugs=-(gmugsR′L)/ugs
    Au=-gmR′L(3-8)
    其中,R′L=RD∥RL。
    式(3-8)表明,JFET共源放大電路的電壓放大倍數Au與跨導gm成正比,且輸出電壓與輸入電壓反相。
    2.輸入電阻Ri和輸出電阻Ro
    由圖3-12可得
    Ri≈RG(3-9)
    Ro≈RD(3-10)
    可見,共源放大電路的輸入電阻Ri主要由偏置電阻RG決定,而輸出電阻Ro則由漏極電阻RD決定。
    場效應管放大電路的優缺點
    優點
    (1)輸入電阻大。用普通三極管做成放大電路,共射電路的輸入電阻約幾KΩ,(我們一般稱之為10^3級),共集電極電路的輸入電阻也只能做到幾十K歐到一百多K歐(10^5級),而使用結型場效應管(JFET)就可做到輸入電阻10^6級,使用MOS管能做到10^8級以上。
    (2)溫度穩定性好,由于場效應管里沒有漂移電流,基本不受溫度變化的影響。
    缺點:
    (1)放大倍數小,一級放大只能做到幾倍(可能不到10倍),(2)輸入端由于靜電感應容易產生擊穿。
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