4.4 共源极放大电路
1
2.共源极放大电路及元件作用
1)两种偏置电路
RD
C1 C1 C1 UDD RG1 RG RD C1 UDD
RG
RS
CS
RL
RG2
RS
CS
RL
自给式偏置电路
2)各元件的作用
分压式偏置电路
RS源极电阻,静态工作点受它控制; CS源极电阻的旁路电容。 RG栅极电阻,用以栅、源极间的直流通道。 RD漏极负载电阻,电压放大倍数与它有关。
4.4 共源极放大电路
4.4.1 基本电路
1.双、单极性放大电路对比
器件名称 对比项目 双极型(三极管) 基极b 单极型(场效应管) 栅极G
对应电极
集电极c
发射极e 共射极 CE 固定偏置 分压式偏置
漏极D
源极S 共源极 CS 自给偏置 分压式偏置
基本放大电路
共基极CB 共集电极CC
共栅极CG 共漏极CD
输出电压: Uo I D R g U gs R D m D
场效应管微变等效电路: 电压放大倍数:
Au Uo
gmuGS
Uo
U i U gs g m RL '
ui
RG1
RG RG2
RD
u0
10 10 1.5 10 10 7.5
交流通路
8
当源极的上部分电阻未被旁路时
RG1 RD
+
+Ucc C3
求:静态值、电压放大倍数
解
由直流偏置电路,
C1
+
RG 2 U GS U DD I D R S R G1 R G 2
ui
RG
RG2
RS
CS
及
VG I D R S
I D I DSS (1 UGS UGS (off ) )2
6
U GS
51 20 10 I D 4 10 I D 200 51
UGS 2 I D 0.9(1 ) 4
联立求解得:
I D 0.5mA, UGS 1V
UDS=UDD-(RD+RS)ID =20-(10+10) ×0.5×103=10V
7
输入电阻: ri RG RG1 // RG 2 RG 2M
ro RD 10K 输出电阻:
2
4.4.2 共源极放大电路分析
1.静态分析
1)自给偏压式 UGS+RSIS = URG 增强型的管子无原始沟 道,IDSS=0,故不能组成自给 偏压式电路。
C1 UGS RG
ISRS
UDD RD I
D
C1
URG
RS
RL CS
只能由耗尽型场效应管 组成。 由于场效应管是电压控制元件,当 UDD和RD选定后, 流经 RG的电流为零,故URG=0 静态工作点是由UGS确定的。 UGS=-RSIS
' ' U i U gs I D R S U gs g m U gs R S ' U gs (1 g m R S ) g muGS
U o I D R 'L g m U gs R 'L
故电压放大倍数:
Au Uo Ui
' 1 gm RS
2
4
2.动态分析 (1)微变等效电路
(2)参数计算
1)放大倍数
U U 0 0 Au U U i GS
+
U i
-
I D
R/G
g mU GS
RD
+ U
0
-
R I U 0 D D gm RDUGS
g U ) (I D m GS
g m RDU GS Au g m RD U GS
栅极偏置电压UGS由场效应管自身的电流产生, 故称自给式偏置。
3
2)分压式偏置电路
RG1
C1 RG
VG
UDD RD
VG
ID
C1
RG上的电流等于零
VG
RG2
UGSISRS RSCSRLUGS VG RS I D
RG 2 VG U DD RG1 RG 2
U GS I S I D I DSS 1 U GS off
g m R 'L
ui
RG1
RG RG2
RL’ RS’
u0
9
源极输出器
+UDD T
+
RG1 C1
+
源极输出器和晶 体管放大电路的 射极输出器具有 相似的特点: 即放大倍数小于 但近于 1 、 输入 电阻高和输出电 阻低。
C2
ui
RG RG2 RS
u0
10
11
12
2)输入电阻ri
3)输出电阻r0
ri RG (RG1 // RG 2)
r0 RD
5
2、分压式偏置电路
已 知 UDD =20V , RD=10k , RS=10k , RG1= 例 200k,RG2=51k,RG=1M ,输出端接有负 载电阻 RL=10k 。所用场效应管为 N 沟道耗尽型, IDSS =0.9mA,UGS(off)=–4V,gm=1.5mA/V。