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场效晶体管及其放大电路共19页
UGS 25010250110ID
+ C3
410ID
C1 +
解I之D得0.9(1U4G S)2
ui RG
RG2
RS
CS
UGS1V ID0.5mA
动态分析
输入电阻: r i R G R G 1 /R /G 2 R G
输出电阻: ro RD
输出电压: Uo Id RL'gmUgsRL'
场效应管等效电RL路':RD//RL
跨导:gm
使用绝缘栅场效应 管时,要注意选择 适当的参数,不要 超极限使用。
特别要注意:在保 存及安装时,应使 三个电极保持短路; 焊接烙铁须接地良 好。
gm =
ID U GS
U DS
载流子
场效应管和双极型晶体管的比较
双极型晶体管
场效应管
两种载流子同时参与 只有一种载流子参与导 导电故称为双极型晶 电故称为单极型晶体管 体管
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。
RG1 RD
求:静态值、电压放大倍数
+Ucc
+ C3
解 由直流偏置电路,
C1 +
UG SRGR 1GR 2G2UDDIDRS
ui RG
RG2
RS
VGIDRS
CS
及 IDIDS(1SUG UG (SoSf)f)2
1gm gm RR'LS'
ui
RG RG1
G
RL’
S
RS’ RG2
u0
3.源极输出器
RG1 C1 +
ui RG
RG2
+UDD
T + C2
RS
u0
电压放大倍数
U oI S(RS//RL)
gmU gs(RS//RL)
AuU U o i 1 gm g(m R (S R/S//R/L R)L)1 特点与晶体管的
二、场效应管放大电路
1、自给偏压 偏置电路
静态值:
+UDD UGS ISRS
C1
RD
+ C2
IDRS RS:源极电阻;
+
CS:源极旁路电容;
ui
u0 RG:栅极电阻;
RG
RS
CS
RD:漏极电阻;
C1、C1 :耦合电容;
只适用于N沟道耗尽型绝缘栅场效晶体管
2、分压式偏置电路
例 已 知 UDD =20V , RG=10k , RS=10k , RG1= 200k,RG2=51k,RG=1M ,输出端接有负
15.9.1 绝缘栅场效晶体管N沟道
增强型
P沟道
绝缘栅场效应
管的分类
耗尽型
N沟道
P沟道
1、增强型绝缘栅场效应管
SG
D
D
漏极:D
N+
N+
P
栅极:G G
S 源极:S
UGS
S
GD
N+
N+
P
N沟道增强型绝缘栅场效应管 导电沟道的形成
ED S EG G D ID
N+
N+
P
开启电压UGS(th)
在一定的漏—源电压 UDS 下 , 使 场 效 应 管 由不导通变为导通的 临界栅—源电压,称 为开启电压。
Ui UgsUoU g s gm U g(sR S//R L) 射极输出器一样
作业
P90 15.9.1
谢谢!
xiexie!
谢谢!
xiexie!
场效晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点,常 用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大 电路。
场效晶体管的源极、漏极、栅极相当于双极型 晶体管的发射极、集电极、基极。
场效晶体管的共源极放大电路和源极输出器与双 极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结 构上也相类似。
场效晶体管放大电路的分析与双极型晶体管放 大电路一样,包括静态分析和动态分析。
控制方式 类型 放大参数
输入电阻 输出电阻 热稳定性 制造工艺 对应极
电流控制 NPN型和PNP型 20-100
rce=102-104 很高 差 较复杂 基极 发射极 集电极
电压控制 N沟道和P沟道 gm=1-5mA/V rds=107-1014 很高 好 简单、成本低 栅极 源极 漏极
15.9.2 场效晶体管放大电路
S
G
D
D
P+
P+
N
G S
2、耗尽型绝缘栅场效应管
S
G
D
增强型绝缘栅场效应管在
加电压后才能生成沟道,
而耗尽型场效应管是有原
始沟道存在的。
N+
N+
若在场效应管加上栅源电
压UGS,则原始沟道的大 P
小将受该电压的控制,即 漏源之间的导电能力受栅
N沟道耗尽型绝缘栅管的结构
源电压UGS控制。
D
G S
对应的符号
耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线
ID (mA)
ID (mA) 1
UDS=常数
12 IDSS
8
UGS(off)
4
UGS(V)
UGS=0V
-1 -2
-3 -2 -1 0 1 2
转移特性曲线
0 漏极特性曲线 UDS(V)
转移特性方程:IDIDS(1SUG UG S (oSf)f)2
场效应管的主要参数:
开启电压:UGS(th) 夹断电压:UGS(off) 饱和漏源电流:IDSS 漏源击穿电压:UDS(BR) 栅源击穿电压:UGS(BR)
N沟道增强型绝缘栅场效应管的导通
N沟道增强型场效应管的特性曲线
ID (mA)
ID (mA) 4V
UDS=常数
3V
UGS(th)
UGS(V)
0 无 沟
有沟道
0
道
2V UGS=1V
UDS(V)
转移特性曲线
(输入电压对输出电流的 控制特性)
漏极特性曲线 (也叫输出特性曲线)
P沟道增强型绝缘栅场效应管的结构及表示符号:
gmuGS
电压放大倍数:
Au
Uo
U
o
U i U gs
gmRL'
ui
RG
RG1
RL‘
u0
RG2
交流通路
当源极的上部分电阻未被旁路时
U oI D R 'L gm U gR s'L
Ui
U gsIDRS ' U gsgmU g
sRS '
Ug
s(1gmRS ' )
gmuGS
故电压放路
例 已 知 UDD =20V , RG=10k , RS=10k , RG1=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。
RG1 RD
+Ucc