05 FET放大电路
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fet放大电路的工作原理FET放大电路的工作原理一、引言FET(场效应管)是一种重要的电子器件,广泛应用于放大、开关和调节电路中。
本文将重点介绍FET放大电路的工作原理以及其在实际应用中的特点和优势。
二、FET的基本结构和特点FET是由栅极、漏极和源极组成的三极管,其栅电极和漏极之间通过绝缘层隔离,源极与漏极之间通过导电层连接。
FET有两种常见的类型,分别是N沟道型(N-channel)和P沟道型(P-channel)。
不同类型的FET栅极电压的变化会导致漏极电流的变化。
FET具有以下几个特点:1. 高输入阻抗:FET的绝缘层使其具有很高的输入阻抗,可以减小输入信号源的负载效应。
2. 低输出阻抗:FET的漏极电流受栅极电压控制,导致漏极电流与漏极电压之间的关系呈线性。
因此,FET具有较低的输出阻抗,可以减小输出信号源的负载效应。
3. 低噪声:FET的导电层与绝缘层之间不会产生热噪声,因此FET 具有低噪声的特点。
4. 宽输入电压范围:FET的工作电压范围较宽,可以适应不同的应用场景。
三、FET的放大原理FET放大电路是利用FET的漏极电流受栅极电压控制的特性来实现信号放大的。
下面以N沟道增强型场效应管(N-channel Enhancement-mode FET)为例,介绍FET放大电路的工作原理。
1. 单管共源放大电路单管共源放大电路是FET放大电路中最简单的一种形式。
它由一个FET管和几个外部电阻组成。
输入信号通过电容耦合方式加在栅极上,输出信号则从漏极取出。
信号电压的变化会引起栅极电压的变化,进而控制漏极电流的变化,实现信号的放大。
2. 单管共漏放大电路单管共漏放大电路又称为源跟随器,它由一个FET管和几个外部电阻组成。
输入信号加在栅极上,输出信号从源极取出。
与共源放大电路相比,共漏放大电路具有更大的电流增益和较低的输出阻抗,适用于驱动负载电阻较小的场合。
3. 单管共栅放大电路单管共栅放大电路也称为门源极极接法,它由一个FET管和几个外部电阻组成。
第四章 场效应管(FET )及基本放大电路§4.1 知识点归纳一、场效应管(FET )原理·FET 分别为JFET 和MOSFET 两大类。
每类都有两种沟道类型,而MOSFET 又分为增强型和耗尽型(JFET 属耗尽型),故共有6种类型FET (图4-1)。
·JFET 和MOSFET 内部结构有较大差别,但内部的沟道电流都是多子漂移电流。
一般情况下,该电流与GS v 、DS v 都有关。
·沟道未夹断时,FET 的D-S 口等效为一个压控电阻(GS v 控制电阻的大小),沟道全夹断时,沟道电流D i 为零;沟道在靠近漏端局部断时称部分夹断,此时D i 主要受控于GS v ,而DS v 影响较小。
这就是FET 放大偏置状态;部分夹断与未夹断的临界点为预夹断。
·在预夹断点,GS v 与DS v 满足预夹断方程:耗尽型FET 的预夹断方程:P GS DS V v v -=(P V ——夹断电压) 增强型FET 的预夹断方程:T GS DS V v v -=(T V ——开启电压)·各种类型的FET ,偏置在放大区(沟道部分夹断)的条件由表4-4总结。
表4-4 FET 放大偏置时GS v 与DS v 应满足的关系·偏置在放大区的FET ,GS v ~D i 满足平方律关系:耗尽型:2)1(P GS DSS D V v I i -=(DSS I ——零偏饱和漏电流)增强型:2)(T GS D V v k i -=*· FET 输出特性曲线反映关系参变量G S VDS D v f i )(=,该曲线将伏安平面分为可变电阻区(沟道未夹断),放大区(沟道部分夹断)和截止区(沟道全夹断);FET 转移特性曲线反映在放大区的关系)(GS D v f i =(此时参变量DS V 影响很小),图4-17画出以漏极流向源极的沟道电流为参考方向的6种FET 的转移特性曲线,这组曲线对表4-4是一个很好映证。
fet等效电路FET等效电路是指由场效应管(FET)构成的电路,通过将FET替代为等效电路模型,可以更方便地分析和设计电路。
本文将介绍FET 等效电路的基本原理、常用模型及其应用。
一、FET等效电路的基本原理FET是一种三端器件,由栅极、漏极和源极组成。
栅极与漏极之间的电压可以控制漏极与源极之间的电流。
FET等效电路的基本原理是将FET的非线性特性近似为线性特性,从而使得电路分析更加简化。
二、常用的FET等效电路模型1. 恒流源模型:恒流源模型是最简单的FET等效电路模型,它将FET表示为一个恒定电流源。
这种模型适用于需要将FET用作恒流源的电路设计中。
2. 共源极放大器模型:共源极放大器模型是一种常见的FET等效电路模型,它将FET表示为一个共源极放大器。
这种模型适用于需要进行放大操作的电路设计中。
3. 共漏极放大器模型:共漏极放大器模型将FET表示为一个共漏极放大器。
这种模型适用于需要进行电压放大操作的电路设计中。
4. 共栅极放大器模型:共栅极放大器模型将FET表示为一个共栅极放大器。
这种模型适用于需要进行高频放大操作的电路设计中。
三、FET等效电路的应用FET等效电路在电路设计中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景:1. 放大器设计:FET等效电路模型可以用于设计各种类型的放大器电路,如共源极放大器、共漏极放大器和共栅极放大器等。
2. 开关电路设计:FET等效电路模型可以用于设计开关电路,通过调节栅极电压来控制FET的导通和截止,实现电路的开关功能。
3. 模拟信号处理:FET等效电路模型可以用于进行模拟信号的放大、滤波、混频等处理,广泛应用于音频放大器、射频前端等电路中。
4. 数字电路设计:FET等效电路模型可以用于设计数字电路中的逻辑门电路,如与门、或门、非门等。
四、总结FET等效电路是将FET替代为等效电路模型,以简化电路分析和设计的过程。
常见的FET等效电路模型包括恒流源模型、共源极放大器模型、共漏极放大器模型和共栅极放大器模型。
第四章 场效应管(FET )及基本放大电路§4.1 知识点归纳一、场效应管(FET )原理·FET 分别为JFET 和MOSFET 两大类。
每类都有两种沟道类型,而MOSFET 又分为增强型和耗尽型(JFET 属耗尽型),故共有6种类型FET (图4-1)。
·JFET 和MOSFET 内部结构有较大差别,但内部的沟道电流都是多子漂移电流。
一般情况下,该电流与GS v 、DS v 都有关。
·沟道未夹断时,FET 的D-S 口等效为一个压控电阻(GS v 控制电阻的大小),沟道全夹断时,沟道电流D i 为零;沟道在靠近漏端局部断时称部分夹断,此时D i 主要受控于GS v ,而DS v 影响较小。
这就是FET 放大偏置状态;部分夹断与未夹断的临界点为预夹断。
·在预夹断点,GS v 与DS v 满足预夹断方程:耗尽型FET 的预夹断方程:P GS DS V v v -=(P V ——夹断电压) 增强型FET 的预夹断方程:T GS DS V v v -=(T V ——开启电压)·各种类型的FET ,偏置在放大区(沟道部分夹断)的条件由表4-4总结。
表4-4 FET 放大偏置时GS v 与DS v 应满足的关系·偏置在放大区的FET ,GS v ~D i 满足平方律关系:耗尽型:2)1(P GS DSS D V v I i -=(DSS I ——零偏饱和漏电流)增强型:2)(T GS D V v k i -=*· FET 输出特性曲线反映关系参变量GS VDS D v f i )(=,该曲线将伏安平面分为可变电阻区(沟道未夹断),放大区(沟道部分夹断)和截止区(沟道全夹断);FET 转移特性曲线反映在放大区的关系)(GS D v f i =(此时参变量DS V 影响很小),图4-17画出以漏极流向源极的沟道电流为参考方向的6种FET 的转移特性曲线,这组曲线对表4-4是一个很好映证。
2、晶体管放大电路原理2.1 晶体管和FET 的工作原理2.1.1晶体管和FET 的放大工作的理解晶体管和FET 的放大作用:晶体管或FET 的输入信号通过器件而出来,晶体管或FET 吸收此时输入信号的振幅信息,由电源重新产生输出信号,由于该输出信号比输入信号大,可以看成将输入信号放大而成为输出信号。
这就是放大的原理。
2.1.2晶体管和FET 的工作原理1、双极型晶体管的工作原理晶体管内部工作原理:对流过基极与发射极之间的电流进行不断地监视,并控制集电极-发射极间电流源使基极-发射极间电流的β倍的电流流在集电极与发射极之间。
就是说,晶体管是用基极电流来控制集电极-发射极电流的器件。
电源电源输入输出输出(a )双极型晶体管(以NPN 型为例) (b )FET (以N 型JFET 为例)A被基极电流控制的电流源检测基极电流的电流计集电极(输出端)基极(输入端)发射极(公共端)双极型晶体管的内部原理2、FET 的工作原理FET 内部工作原理:对加在栅极与源极之间的电压进行不断地监视,并控制漏极-源极间电流源使栅极-源极间电压的g m 倍的电流流在漏极与源极之间。
就是说,FET 是用栅极电压来控制漏极-源极电流的器件。
2.1.3分立元件放大电路的组成原理放大电路的组成原理(应具备的条件)1放大器件工作在放大区(三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置;结型FET 与耗尽型MOSFET 可采用自偏压方式或分压式偏置或混合偏置方式,增强型MOSFET 则一定要采用分压式偏置或混合偏置 方式)即要保证合适的直流偏置; (2):输入信号能输送至放大器件的输入端; (3):有信号电压输出。
判断放大电路是否具有放大作用,就是根据这几点,它们必须同时具备。
2.1.4晶体管放大电路的直流工作状态分析(以晶体管电路为例)直流通路:在没有信号输入时,估算晶体管的各极直流电流和极间直流电压,将放大电路中的电容视为开路,电感视为短路即得。
fet放大电路直流偏置方式
在FET(Field-Effect Transistor)放大电路中,直流偏置是指设置晶体管的静态工作点,使其处于最佳的工作状态。
常见的直流偏置方式包括固定偏置、自动偏置和恒流源偏置等。
1.固定偏置:通过电阻网络将FET的栅极与源极连接,通过电阻的分压作用
来实现直流偏置。
这种方式的优点是电路简单,但需要精确匹配电阻值,否则可能导致工作点不准确或不稳定。
2.自动偏置:通过负反馈作用,使FET的栅极电压保持稳定。
这种方式的优
点是工作点稳定,但电路复杂,需要额外的负反馈电路。
3.恒流源偏置:通过恒流源来提供稳定的偏置电流,以保证FET的工作点稳
定。
这种方式的优点是工作点稳定且不受温度影响,但需要高精度的恒流源,电路复杂度较高。
在实际应用中,根据具体需求选择合适的直流偏置方式,以确保FET放大电路的正常工作和稳定性。
同时,也需要注意温度对晶体管参数的影响,以及电路中其他元件对直流偏置的影响。
fet输入运放放大电路集成电路引言:集成电路是现代电子技术的重要组成部分,它将电子元器件集成在一块芯片上,具有体积小、功耗低、性能稳定等优点。
其中,FET 输入运放放大电路是一种常见的集成电路设计,本文将介绍FET输入运放放大电路的基本原理、特点以及应用领域。
一、FET输入运放放大电路的基本原理FET(场效应晶体管)输入运放放大电路是一种采用FET作为输入级的放大电路。
它的基本原理是利用FET具有高输入阻抗和低输入电流的特点,将输入信号放大并输出。
FET输入运放放大电路通常由输入级、中间级和输出级组成。
输入级采用FET作为放大器,具有高输入阻抗,能够将输入信号引入电路并进行放大。
中间级是用来增加放大倍数的级数,通过串联多个放大器单元来实现。
输出级负责将信号放大后的电压输出到负载上。
二、FET输入运放放大电路的特点1. 高输入阻抗:由于FET输入级具有高输入阻抗,所以可以减小电路的输入电流,降低对信号源的负载影响。
2. 低输入电流:FET输入级的输入电流非常低,这意味着输入信号源所需的电流也非常低,从而减小了功耗。
3. 大放大倍数:FET输入运放放大电路的放大倍数较大,可以满足不同应用场景对信号放大的需求。
4. 宽输入动态范围:FET输入运放放大电路的输入动态范围较宽,可以处理较大幅度的输入信号。
三、FET输入运放放大电路的应用领域FET输入运放放大电路广泛应用于各种需要高精度放大和处理信号的场合,如音频放大器、滤波器、仪器测量等。
具体应用领域如下:1. 音频放大器:FET输入运放放大电路在音频放大器中能够实现高质量的音频信号放大,保证音质的清晰度和准确度。
2. 仪器测量:FET输入运放放大电路在仪器测量中可以放大微弱的信号,并提供高精度的测量结果。
3. 通信系统:FET输入运放放大电路在通信系统中可以对信号进行放大和处理,提高通信质量和传输速率。
4. 传感器信号放大:FET输入运放放大电路可以对传感器输出的微弱信号进行放大,提高信号的灵敏度和稳定性。
使用FET 场效应管高频放大期的设计制作使用FET(场效应管)高频放大期的设计-制作(1)000高频……FM广播频带用小信号放大器应具备的特性今以最常见到的可以将FM广播电波放大的高频放大器为例说明,使用于离广播电台的距离很远,所接收到的FM广播电波较弱,无法得到良好的立体广播接收效果等类似情况。
此时,如果利用高频放大器将天线所接收的信号放大后,再输入调谐器时,便可以得到良好的立体广播。
由於为FM广播,利用高频放大器放大,其目的是改善信号讯杂比。
假设FM广播带的频率为76M~90MHz(译者注:我国FM广播频率范围是88MHz~108MHz),则高频放大器所需要的频带宽为90M-76M=14MHz。
可是,对於特定的地区而言,由於FM广播电台所发射的频率已经决定了,故实际电路并非需要100%完整含盖此一FM频带的宽度。
在这里,可以设定高频小信号放大器的输入电路与输出电路的频带宽为10MHz。
由天线所输入的信号很微弱,将此微弱信号放大的电路,也有将此电路称为前置放大器(Pre-Amp)的。
对於此一高频小信号放大器所要求的特性如下:(1)只允许通过所需要的频带(Q:选择性)(2)功率增益要足够大(Gp:功率增益)(3)放大器本身所产生的杂讯很小(NF:Noise Figure)(4)放大器的线性要宽广。
定下设计方向---低杂讯表1所示的是本高频小信号放大器的设计要求,输入输出阻抗与同轴电缆线的特性阻抗匹配,定为50Ω。
如果所通过的频带为78M~88MHz,频带宽BW成为10MHz,则中心频率为83MHz。
放大器的功率增益Gp定为20dB(100倍)以上,在放大器内所产生的杂讯指数NF(Noise Figure)为3 dB以下。
以下说明可以满足表1规格的元件与电路方式的选择方法。
(选择能够满足此一规格条件的FET。
其功率增益为20dB,将信号放大为100倍)电源电压 10V输入阻抗 50Ω输出阻抗 50Ω中心频率 83MHz功率增益 20dB(min)杂讯指数(NF) 3dB(max)最高工作温度 60℃频带宽输入回路,输出回路均设计频带宽为10MHz图5 FM调谐器用高频放大器的方块图 (针对各方块图的重点来展开电路的设计,例如,输入输出回路的重点是为取得所必要的频带宽,需要设计适当的选择性,另外也要注意阻抗变换,放大部的目的是得到良好的信号放大) 图5所示的是高频小信号放大器的方块图,为了得到低杂讯,使用FET 代替2SC型式的高频晶体管。