第5章场效应管放大电路
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场效应管放大电路原理场效应管放大电路原理1. 介绍场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)是一种常用的电子器件,广泛应用于放大、开关和调节电路中。
作为一名文章写手,我将为您详细介绍场效应管放大电路的原理。
2. 场效应管概述场效应管是由源极、栅极和漏极三个主要部分组成的。
其中,栅极与源极之间的电压可以控制漏极电流的大小,从而实现信号的放大和调节。
和双极晶体管相比,场效应管具有输入电阻高、无需偏置电流等优点,因此在电子工程中得到广泛应用。
3. 场效应管放大电路的基本原理场效应管放大电路的基本原理是利用场效应管的特性来放大输入信号。
当输入信号施加在栅极上时,栅极源极间的电压将改变栅极-源极电流的大小,从而改变漏极电流。
根据场效应管工作状态的不同,可分为共源放大器、共漏放大器和共栅放大器三种。
3.1 共源放大器共源放大器是应用最广泛的一种场效应管放大电路。
在共源放大器中,输入信号通过耦合电容施加到栅极上,当信号施加后,栅极-源极电压发生变化,控制栅极-源极电流的大小,进而改变漏极电流。
共源放大器具有放大增益高、输入输出阻抗匹配等特点,适用于多种应用场景。
3.2 共漏放大器共漏放大器是场效应管放大电路的一种重要形式。
在共漏放大器中,漏极连接到电源,源极接地,输入信号通过漏极电阻耦合到栅极。
共漏放大器具有输入电阻高、输出电阻低等特点,适用于对电压放大和阻抗转换要求较高的场合。
3.3 共栅放大器共栅放大器是场效应管放大电路的另一种形式。
在共栅放大器中,信号通过源极电阻耦合到栅极,漏极连接到电源。
共栅放大器具有输入输出阻抗匹配、频率响应宽等特点,适用于高频放大和对输入频率响应要求较高的应用。
4. 实际应用案例场效应管放大电路广泛应用于各种电子设备中。
以音频放大器为例,通过合理选择场效应管的类型和工作点,可以实现对音频信号的放大和调节,保证音频设备的音质。
5. 个人观点和理解场效应管放大电路作为一种常见的放大器,具有输入电阻高、无需偏置电流、放大增益高等技术优点。
第5章集成运算放大电路(上一章介绍的用三极管、场效应管等组成的放大电路称为分立元件电子电路。
)集成电路:如果在一块微小的半导体基片上,将用晶体管(或场效应管)组成的实现特定功能的电子电路制造出来,这样的电子电路称为集成电路。
(集成电路是一个不可分割的整体,具有其自身的参数及技术指标。
模拟集成电路种类较多,本章主要介绍集成运算放大电路。
)本章要求:(1)了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。
(2)理解运算放大器的电压传输特性,理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。
(3)理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理。
(4)理解电压比较器的工作原理和应用。
5.1集成运算放大器简介5.1.1集成运算放大器芯片集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。
是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。
集成运算放大器简称运放,是一种多端集成电路。
集成运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。
早期,运放主要用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算,故称为运算放大器。
现在,运放的应用已远远超过运算的范围。
它在通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。
1、集成电路的概念(1)集成电路:禾U用半导体的制造工艺,把晶体管、电阻、电容及电路连线等做在一个半导体基片上,形成不可分割的固体块。
集成电路优点:工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。
(2)集成电路分类:模拟、数字集成电路;单极型、双极型集成电路,小、中、大、超大规模集成电路。
①模拟集成电路:以电压或电流为变量,对模拟量进行放大、转换、调制的集成电路。
(可分为线性集成电路和非线性集成电路。
)②线性集成电路:输入信号和输出信号的变化成线性关系的电路,如集成运算放大器。
③非线性集成电路:输入信号和输出信号的变化成非线性关系的电路,如集成稳压器。
(3)线性集成电路的特点①电路一般采用直接耦合的电路结构,而不采用阻容耦合结构。
②输入级采用差动放大电路,目的是克服直接耦合电路的零漂。
场效应管放大电路
场效应管放大电路是一种重要的净化信号,广泛应用于消声、信号加强和纠正输入和输出信号的应用之中。
场效应管放大电路具有较高的稳定性,施加在输入和输出端的电压可以产生不同的放大倍数,可以增强信号的稳定性,并且有过载保护的功能,可以有效的减少输出噪声。
另外,场效应管放大电路的另一个重要优点是低失真率。
场效应管放大电路的输出电流和最大允许电压有直接的关系,当电压变化时,输出也会相应发生变化,这就可以很好的减少信号传输中的失真率,同时保证输出电流的稳定性。
此外,场效应管放大电路的功耗很低,因为放大电路的输出电压可以由输入端得到调节,这就可以有效的减少电源的功耗,大大改善节电效果。
总之,场效应管放大电路具有低失真率、低功耗和高稳定性等优点,广泛应用于各类电子设备中,提高了得到净化信号的效果。
第五章场效应管及其放大电路自测题一、填空题1.场效应管的转移特性I D~U GS,符合(B)规律。
A.指数B.平方C.线性2.当U GS=0时,仍能工作在饱和区的场效应管是(C)场效应管。
A.结型B.增强型MOSC.耗尽型MOS3.场效应管的跨导与双极性晶体管相比,一般情况下(B)。
A.更大B.更小C.差不多4.场效应管的漏极电流IDD从2mA变为4mA时,它的跨导gfm将(A)。
A.增大B.减小C.不变5.场效应管源极跟随器与双极型晶体管射极跟随器相比,(B C)。
A.其跟随特性更好B.跟随特性更差C.输出阻抗高D.输出阻抗低6.造成源极跟随器与射极跟随器相比有以上不同特性的根本原因是(B C)。
A.场效应管输入阻抗高B.场效应管跨导低C.场效应管放大倍数小7.以下几种场效应管构成的连接方式可以构成有源放大器的是(ABC)。
A.放大管和负载管为同种导电类型的器件B.放大管和负载管为不同导电类型的器件C.放大管为增强型NMOS管,负载管为耗尽型NMOS管D.放大管为耗尽型NMOS管,负载管为增强型NMOS管8.与双极型晶体管相比,场效应管具有的特点是(B C D)。
A.放大作用大B.输入阻抗高C.抗辐射能力强D.功耗小9.N沟道结型场效应管的偏置电压UGS应为(B)。
A.正B.负C.零10.可以采用自给偏置方式的场效应管有(A C )。
A.结型场效应管B.增强型MOS场效应管C.耗尽型MOS场效应管第五章自测题答案。
第五章:场效应管放大电路8学时基本要求:了解结型场效应管的基本结构和工作原理,金属氧化物半导体场效应管的基本结构和工作原理;掌握场效应管放大电路的静态分析和放大电路的小信号模型分析法。
重点:场效应管放大电路的静态分析和放大电路的小信号模型分析法。
难点:场效应管放大电路的小信号模型分析法。
教学过程5 场效应管放大电路5.1.1 N沟道增强型MOSFET三极管: Bipolor Junction Transistor (缩写为: BJT)场效应管: Field Effect Transistor (缩写为:FET)三极管是利用基极电流来控制集电极电流的,是电流控制器件。
在正常工作时,发射结正偏,当有电压信号输入时,一定要产生输入电流,导致三极管的输入电阻较小,一方面降低了管子获得输入信号的能力,而且在某些测量仪表中将导致较大的误差,这是我们所不希望的。
场效应管是一种电压控制器件,它只用信号源电压的电场效应,来控制管子的输出电流,输入电流几乎为零,因此具有高输入电阻的特点;同时场效应管受温度和辐射的影响也比较小,又便于集成化,因此场效应管已广泛地应用于各种电子电路中,也成为当今集成电路发展的重要方向。
场效应管的分类:1.结构在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上,制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,分别作漏极d和源极s。
然后在半导体表面复盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏-源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极g。
在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS管。
MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。
它的栅极与其它电极间是绝缘的。
它的栅极与其它电极间是绝缘的。
图(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。
代表符号中的箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。
P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反,如图(c)所示。
2.N沟道增强型MOSFET工作原理(1)v GS对i D及沟道的控制作用①v GS=0 的情况从图(a)可以看出,增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。
第五章 场效应管放大电路1、 图1所示场效应管工作于放大状态,ds r 忽略不计,电容对交流视为短路。
跨导为m 1ms g =。
(1)画出电路的交流小信号等效电路;(2)求电压放大倍数uA 和源电压放大倍数us A ;(3)求输入电阻i R 和输出电阻oR 。
题图12、电路如图2所示,场效应管的m 11.3ms g =,ds r 忽略不计。
试求共漏放大电路的源电压增益us A 、输入电阻i R 和输出电阻oR 。
图23、 放大电路如图3所示,已知场效应管的DSS 1.6mA I =,p U = -4V ,ds r 忽略不计,若要求场效应管静态时的GSQ 1V U =-,各电容均足够大。
试求:(1)g1R 的阻值;(2)uA 、i R 及o R 的值。
图34、图4(a)所示电路中的场效应管的转移特性为图4(b)所示,试求解该电路的GS U 、D I 和DS U 。
图45、电路如图5所示,已知FET 的I DSS = 3mA 、U P = -3V 、U (BR)DS = 10V 。
试问在下列三种条件下,FET 各处于哪种状态?(1) R d = 3.9k Ω;(2) R d = 10k Ω;(3) R d = 1k Ω。
VT+V DD R gR d图56、源极输出器电路如图6所示,已知场效应管在工作点上的互导m 0.9ms g ,ds r 忽略不计,其他参数如图中所示。
求电压增益u A 、输入电阻i R 和输出电阻oR 。
图6填空题1、双极型半导体三极管是器件,而场效应管属于器件。
2、对于MOSFET,用来描述栅源电压对漏极电流控制能力大小的参数称为。
3、在MOSFET中,在漏源电压一定的条件下,用以描述漏极电流与栅源电压之间关系的曲线称为。
4、在N沟道的MOSFET的电路中,若栅源电压已大于开启电压,漏源电压在某一变化区域内,漏极电流会随着漏源电压的增大而增大,说明此时MOSFET工作于区。
5、在构成放大器时,可以采用自给偏压电路的场效应管是场效应管。