16-1场效应管放大电路的静态分析 (1)

场效应管放大电路图大全（五款场效应晶体管放大电路原理图详解）-全文场效应管放大电路图（一）图3-26所示是一种超小型收音机电路，它采用两只晶体管，这种电路具有较高的灵敏度。

图3-26场效应管在袖珍收音机电路中的应用该电路中，电池作为直流电源通过负载电阻器R1为场效应管漏极提供偏置电压，使其工作在放大状态。

由外接天线接收天空中的各种信号，交流信号通过C1，进入LC谐振电路。

LC谐振电路是由磁棒线圈和电容器组成的，谐振电路选频后，经C4耦合至场效应管VT的栅极，与栅极负偏压叠加，加到场效应管栅极上，使场效应管的漏极电流ID相应变化，并在负载电阻器R1上产生压降，经C5隔离直流后输出，在输出端即得到放大了的信号电压。

放大后的信号送入三极管的基极，由三极管放大后输出较纯净的音频信号送到耳机。

图3-27所示是FM收音机调谐电路，它是由高频放大器VT1、混频器VT3和本机振荡器VT2等部分构成的。

天线感应的FM调频广播信号，经输入变压器L1加到VT1晶体管的栅极，VT1为高频放大器主要器件，它将FM高频信号放大后经变压器L2加到混频电路VT3的栅极，VT2和LC谐振电路构成本机振荡器，振荡信号由振荡变压器的次级送往混频电路VT3的源极。

混频电路VT3由漏极输出，经中频变压器IFT（L4）输出10.7MHz中频信号。

图3-27FM收音机电路（调谐器部分）场效应管放大电路图（二）与双极型晶体管一样，场效AM29LV017D-70EC应管也有三种基本接法：共源、共漏和共栅极接法，其中，共源相当于共发射极接法；共漏相当于共集电极接法；共栅相当于共基极接法。

共源极电路，如图4-19（a）所示，相当于双极晶体管的共发射极电路。

当交流信号Ui经C，加到栅一源极时，使栅极偏压随信号而变，于是控制了ID的变化，在RL上产生压降，通过C2将放大了的信号电压输出。

如果用Rc;表示场效应管的栅极偏置电阻，用R喁表示场效应管的栅一源间电阻，则共源电路的输入电阻R，=Rc／／Rcs≈Rc（因Rcs》Rc）。

场效应管放大电路的偏置和静态分析场效应管分类N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道（耗尽型）FET 场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)P沟道无加偏置电压时，没有导电沟道没有加偏置电压时，就有导电沟道存在u DSi D0可变电阻区01234560123－1－2－3－3－4－5－6－7－8－9结型P 沟耗尽型MOSP 沟－3－4－5－60－1－20123－1－2－33456789结型N 沟耗尽型增强型MOSN 沟U GS/VU GS /Vi Du GSU GSoff(a )I DSS I D0U GSth结型P 沟耗尽型P 沟增强型P 沟MOS耗尽型N 沟增强型N 沟MOS 结型N 沟增强型(b)输出特性P 沟道N 沟道2GS(off)GS D )1(U u I i DSS -=场效应管特性转移特性输出特性2GS(off)GS D )1(-=U u I i DO场效应管特点和优势★电压控制器件，三极管是电流控制器件。

★输入电阻极高。

★单极型(多数载流子)器件，受温度影响少。

★使用灵活，制造工艺简单。

场效应管放大电路组成原则（1）静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路设计相对简单。

（2）动态：能将交流信号从信号源传输到负载。

ds g + _v i + v o _R d R L d s g+ _ v i + v o _R d R Ld s g + _v i +_ R d R L(a) 共源极放大电路 (b) 共漏极放大电路 (c) 共栅极放大电路场效应管偏置电路的要求①栅极只需要偏压，不需要偏流②注意各类FET的偏置极性区别③采用偏置稳定电路FET的偏置电路分为固定偏置电路、自给偏压电路和分压式自偏压电路三种。

场效应管放大电路的静态分析可以采用图解法和估算法。

+V DDR DC2+C1+ u i -R GR L+u o-V GGT1、固定偏置电路T ：控制元件（N沟道耗尽型MOS管）V DD 、VGG：直流电源C 1、C2：耦合电容，隔直通交R D ：将变化的电流转化为变化的电压场效应管放大电路的静态分析为保证T工作是恒流区，必须满足UGS 为负；UDS 始终为正，且UDG>|UP|1、固定偏置电路当N 沟道耗尽MOS 管工作在恒流区时，i D 的近似表达式为:得方程组：2GS D GS(off)(1)GS GG DSS DSDD D D U V U I I U U V I R⎧=-⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎩解得静态工作点Q （U GSQ ，U DSQ ，I DQ ）由于栅极的直流偏置电压是一个固定值（U GS ＝-V GG ），所以称为固定偏压式电路。

场效应管放大电路静态工作点
场效应管放大电路的静态工作点是指在没有输入信号时，场效应管的栅源电压VGS、漏源电压VDS 和漏极电流ID 所确定的工作状态。

确定合适的静态工作点对于保证放大电路的正常工作和性能至关重要。

在设置静态工作点时，需要考虑以下几个因素：
1. 栅源电压VGS：VGS 的大小会影响场效应管的导通程度和漏极电流ID。

一般来说，为了使场效应管工作在饱和区，需要设置合适的VGS，使ID 达到预期的数值。

2. 漏源电压VDS：VDS 的大小会影响场效应管的工作状态和放大性能。

一般来说，为了获得较好的放大效果，需要选择合适的VDS，使场效应管工作在线性区。

3. 漏极电流ID：ID 的大小会影响场效应管的放大能力和功耗。

一般来说，为了获得足够的放大增益，需要设置合适的ID，但同时也要考虑功耗和散热问题。

为了找到合适的静态工作点，可以采用实验或计算的方法。

在实验中，可以通过调整栅源电压VGS 和漏源电压VDS，观察漏极电流ID
的变化，找到最佳的工作点。

在计算中，可以根据场效应管的特性参数和放大电路的要求，计算出合适的VGS 和VDS。

总之，确定场效应管放大电路的静态工作点需要考虑栅源电压VGS、漏源电压VDS 和漏极电流ID 等因素，以保证放大电路的正常工作和性能。

放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路⼀、本⽂介绍的定义⼆、放⼤电路分析⽅法三、图解法⼀、本⽂介绍的定义放⼤电路分析、图解法、微变等效电路法、静态分析、动态分析、直流通路、交流通路、单管共射放⼤电路的直流和交流通路、静态⼯作点、图解法分析静态、直流负载线、交流负载线、电压放⼤倍数公式、交直流并存状态、电压放⼤作⽤、倒相作⽤、⾮线性失真、截⽌失真、饱和失真、最⼤输出幅度、电路参数对静态⼯作点的影响、⼆、放⼤电路分析⽅法放⼤电路分析：放⼤电路主要器件如双极型三极管、场效应管，特性曲线是⾮线性的，对放⼤电路定量分析，需要处理⾮线性问题，常⽤⽅法，图解法和微变等效电路法。

图解法：在放⼤管特性曲线上⽤作图的⽅法对放⼤电路求解。

微变等效电路法：将⾮线性问题转化成线性问题，也就是，在较⼩变化范围内，近似认为特性曲线是线性的，导出放⼤器件等效电路和微变等效参数，利⽤线性电路适⽤的定律定理对放⼤电路求解。

静态分析：讨论对象是直流成分，分析未加输⼊信号时，电路中各处的直流电压、直流电流。

动态分析：讨论对象是交流成分，加上交流输⼊信号，估算动态技术指标，电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻、通频带、最⼤输出功率。

直流通路：电容所在路视为开路；电感所在路视为短路。

交流通路：电容容抗为1/(wC)，电容值⾜够⼤，电容所在路视为短路；电感感抗为wL；理想直流电压源Vcc视为短路(因为电压恒定不变)；理想电流源，视为开路(因为电流变化量为0) 。

单管共射放⼤电路的直流和交流通路：如下图，直流通路，将隔直电容开路；交流通路，将隔直电容短路，直流电源Vcc短路。

静态⼯作点：三极管基极回路和集电极回路存在着直流电流和直流电压，这些电流电压在三极管输⼊输出特性曲线上对应⼀个点，称为静态⼯作点，静态⼯作点的基极电流Ibq、基极与发射极之间的电压Ubeq、集电极电流Icq、集电极与发射极电压Uceq。

三、图解法图解法分析静态：⽤作图的⽅法分析放⼤电路静态⼯作点。

场效应管放大电路场效应管放大电路与双极型晶体管放大电路类似，也有与之对应的三种基本组态：共源（共射）、共漏（共集）和共栅极（共基极）。

1.直流偏置及静态分析场效应管放大电路有两种常用的直流偏置方式：自给偏压和分压式偏置。

由于耗尽型（包括结型）管子在时就有漏极电流，利用这一电流在源极电阻上产生的电压给管子供应直流偏置，因此自给偏压仅适合于耗尽型管子。

分压式偏置方式，利用分压电阻供应的栅极直流电位和源极电阻上产生的直流压降共同建立栅源间极的直流偏置。

调整分压比可以使偏置电压为正或为负，使用敏捷，适合于各种场效应管。

场效应管放大电路的静态分析有图解法和解析法两种。

图解法与双极型晶体管放大电路的图解法类似，读者可对比学习。

解析法是依据直流偏置电路分别列出输入、输出回路电压电流关系式，并与场效应管工作在恒流区（放大区）漏极电流和的关系联立求解获得静态工作点。

2.动态分析场效应管放大电路的动态分析也有图解法和微变等效电路法两种。

它与双极型晶体管放大电路的分析法类似，读者可对比学习。

在双极型晶体管放大电路动态分析中，通常给出了管子的β值，而在场效应管放大电路分析中则需要利用解析法计算跨导gm。

例如耗尽型管子的由下式求得：上式表明gm与IDQ有关，IDQ越大，gm也就越大。

3.三种基本放大电路的特点场效应管放大电路的组态判别与双极型晶体管放大电路类似此处不再赘述。

三种基本放大电路的性能特点如表1所示。

表1 场效应管三种基本放大电路的性能特点共源极共漏极共栅极输入电阻大大小输出电阻较大小较大电压放大倍数大小于等于1大uo与ui的相位关系反相同相同相。

电子信息工程学院硕士研究生入学考试自命题科目考试范围一、891通信原理1.系统概述（1）通信、信息与信息量基本概念（2）通信系统模型（3）通信系统性能指标（4）通信信道分类及特征2.信号与噪声分析（1）随机过程的统计特性与数字特征分析（2）平稳随机过程及传输特性分析（3）高斯白噪声及窄带高斯白噪声分析3.模拟调制系统（1）调制的基本概念（2）幅度调制信号的调制解调原理与性能分析（3）角度调制信号的调制解调原理与性能分析（4）频分复用系统的原理与分析4.模拟信号数字化（1）基带信号抽样与频带信号抽样（2）量化器设计原理与量化噪声分析（3）线性PCM、对数压扩PCM编解码方法（4）时分复用系统原理与分析（5）增量调制原理与量化噪声分析5.数字信号基带传输（1）数字基带信号的时域及频域特征（2）奈奎斯特第一准则与数字基带传输系统性能分析（3）部分响应系统的原理（4）眼图与信道时域均衡原理6.数字信号频带传输(1) 二元数字调制系统实现原理与性能分析(2) 四元相移键控调制系统（QPSK,OQPSK,QDPSK）实现原理与性能分析(3) 多元数字调制与QAM调制系统实现原理与性能分析7.数字信号最佳接收(1) 信号空间分析法与最佳接收准则(2) 最佳接收机实现原理与误码率分析(3) 最佳数字基带传输系统8.差错控制编码(1)差错控制编码基本概念与纠检错能力分析(2) 线性分组码与循环码的概念与编译码算法(3) 卷积码的概念与编译码算法参考书目：郭宇春等，《通信系统原理》，科学出版社。

ISBN 978-7-03-033528-9二、895经典控制理论本科目考试主要涉及经典控制理论的基本范畴。

主要内容为：1.控制系统的一般概念（1）自动控制的定义（2）开环控制与闭环控制（3）控制系统的组成及对控制系统的基本要求2.控制系统的数学模型（1）简单电子系统微分方程的建立（2）用拉氏变换求解微分方程（3）传递函数的定义和性质（4）典型环节的传递函数（5）动态结构图的建立（6）动态结构图的化简（7）自动控制系统的传递函数3.时域分析法（1）典型控制过程及性能指标（2）一阶系统分析（3）二阶系统分析（4）稳定性与代数判据（5）稳态误差分析4.根轨迹法（1）根轨迹的基本概念及根轨迹方程（2）绘制根轨迹的基本法则（3）特殊根轨迹（4）系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系（5）开环零极点变化对根轨迹的影响5.频率法（1）典型环节的频率特性（2）系统开环频率特性（Nyquist曲线和Bode图）（3）用频率法分析控制系统的稳定性（4）开环频率特性与系统动态性能的关系6.控制系统的校正（1）控制系统校正的概念（2）串联校正（3）反馈校正（4）前置校正（5）根轨迹法在校正中的应用7.采样系统分析（1）脉冲传递函数定义及求法（2）开环系统的脉冲传递函数（3）闭环系统的脉冲传递函数（4）采样系统的稳定性分析（5）采样系统的稳态误差分析（6）采样系统的动态性能分析参考书目：1．苗宇，蒋大明。

场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）作为一种重要的半导体器件，在现代电子技术中得到了广泛的应用。

场效应管的静态工作点的设置是使用场效应管时非常重要的一项工作。

静态工作点的合理设置可以确保场效应管在正常工作状态下稳定工作，提高电路的性能和稳定性。

那么，如何设置场效应管的静态工作点呢？接下来将从以下几个方面详细介绍。

一、静态工作点的概念静态工作点指的是场效应管在静态状态下的工作状态，通常用静态工作点来描述场效应管的偏置电压和偏置电流。

静态工作点的选择需要使得场效应管上线路工作区，既避免截止区和饱和区的产生。

静态工作点的设置直接影响了场效应管的电流放大系数和失调电压。

在设计电路时，合理地设置场效应管的静态工作点是至关重要的。

二、静态工作点的参数1. 静态工作点的电流参数场效应管的静态工作点电流参数包括漏极电流IDSS、饱和漏极电流ID 和截止漏极电流IDOFF。

其中，IDSS是指场效应管的最大漏极电流，ID是指场效应管在饱和状态下的漏极电流，IDOFF是指场效应管在截止状态下的漏极电流。

在设置静态工作点时，需要根据具体的电路要求选择合适的漏极电流参数，以保证场效应管在正常工作状态下。

2. 静态工作点的电压参数场效应管的静态工作点电压参数包括漏极-源极饱和电压VDSAT、栅极-源极截止电压VGS（off）和栅极-源极饱和电压VGS（th）。

其中，VDSAT是指场效应管在饱和状态下的漏极-源极电压，VGS（off）是指场效应管在截止状态下的栅极-源极电压，VGS（th）是指场效应管的阈值电压。

在设置静态工作点时，需要根据具体的电路需求选择合适的电压参数，以保证场效应管的正常工作。

三、静态工作点的设置方法1. 通过直流偏置电压设置静态工作点在电路设计中，可以通过设置适当的直流偏置电压来实现场效应管的静态工作点的调节。

通常可以利用电阻分压网络来提供适当的偏置电压，从而使场效应管在正常工作状态下。

场效应管放大电路的静态分析    根据偏置电路形式，场效应管放大电路的直流通路分为自给偏压电路和分压式偏置电路。

    一、自给偏压电路    用N沟道结型场效应管组成的自给偏压电路如图Z0217所示。

    自给偏压原理：在正常工作范围内，场效应管的栅极几乎不取电流，IG= 0，所以，UG = 0，当有IS = ID流过RS时，必然会产生一个电压US＝ISRS＝IDRS，从而有      UGS = UG- US= - IDRS    依靠场效应管自身的电流ID 产生了栅极所需的负偏压，故称为自给偏压。

    为了减小RS对放大倍数的影响，在RS 两端并联了一个旁路电容Cs。

估算静态工作点,由图Z0217所示电路的直流通路可得：      UGS = UG- US= - IDRSGS0223      UDS = ED - ID（RS + Rd）GS0224    结型场效应管的转移特性可近似表示为：   式中IDSS为饱和漏电流，VP为夹断电压。

场效应管通过栅－源电压控制漏极电流，因此和BJT一样可以实现能量的控制，构成放大电路。

由于栅－源之间的电阻可达到107~1012Ω，所以常作为高输入阻抗放大器的输入级。

一、场效应放大电路的三种基本组态二、场效应管放大电路的静态偏置及静态分析三、共源场效应管放大电路的动态分析四、共漏放大器（源极输出器）的动态分析二、场效应管放大电路的静态偏置及静态分析自偏压电路C 1C 2R DR LC SR GR SE D+u i -+u O- 和BJT 放大电路一样，场效应管放大电路的组成原则是相似的。

要求FET 必须要有合适的静态偏置（Q 点），保证在信号的整个周期内FET 始终工作在恒流区（饱和区、线性区），这样电路才能实现放大控制作用。

常用的偏置电路形式有：自偏压电路和分压式自偏压电路u iE Du OR SR D2M分压式自偏压电路C 1C2R DR LC SR GR SE D⨯⨯⨯I G =0；U G =0；S S GS R I U -=SD R I -=直流通道+U GS-I G I S I D+U DS -+u i -+u O-Q （U GS , I D , U DS ）电路靠源极电阻上的电压为栅－源两极间提供一个负偏压，故称为自给偏压电路。

*可以不要R G 吗？*R G 的取值是任意的吗？R G :提供栅源间的直流通路，泄放栅极感生电荷。

－－不行－－不是电路的输入电阻＝R G ，因此R G 取值应该比较大，否则就失去场效应放大电路输入阻抗高的优点。

C 1C2R DR LC SR GR SE D⨯⨯⨯I G =0；U G =0；S S GS R I U -=SD R I -=2)()1(off GS GS DSS D U U I I -=)(S D D D DS R R I E U +-=此电路的U GS 与U DS 极性必然相反，直流通道所以只适用于JFET +U GS-I G I S I D+U DS -+u i -+u O-解方程组可求出U GS 和I D 。