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。