场效应管放大电路

54/734.2.3 场效应管三种基本放大电路场效应管放大电路的组成只能有三种连接方式：①共源极（CS, Common-Source）放大电路②共漏极（CD, Common-Drain）放大电路③共栅极（CG, Common-Gate ）放大电路1. 共源放大电路•直流分析U GS = U G -U S-ID R S2G S D D SS G S,th(1)UI I U =-U GSQ 和I DQU DSQ =E D -I DQ (R S +R D )D 212E R R R+=一般r ds 较大可忽略i d GR G R 1R 2R D R L D r ds R S S U gsU i U o未接C s 时io U U U A =- g m U gs (R D //R L )U gs + g m U gs R s =- g m R 'D 1+ g m R s R 'D =R D //R L •交流分析g m U gsI d G R G R 1R 2R D R L D r ds R S g m U gs U gs U i U o S 未接C s 时U A =- g m R 'D1+ g m R sr 'i r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R Gr 'o r 'o ≈ R D接入C s 时A U = -g m (R D //R L )r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R Gr 'o =R D R s 的作用是提供一个直流栅源电压、引入直流负反馈来稳定工作点。

但它同时对交流也起负反馈作用，使电路的放大倍数降低。

接入C S 可以消除R S 对交流的负反馈作用。

（详见反馈章节）57/73共源放大电路小结：共源放大电路特点：电压增益高，输入电阻高，输出电阻较高，输出电压与输入电压反相。

A U = -g m (R D //R L )r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R G r 'o =RD58/73制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组。

场效应管放大电路
一、实验要求
(1)建立场效应管放大电路。

(2)分析场效应管放大电路的性能
二、实验内容
(1)建立结型场效应管共源放大电路。

结型场效应管取理想模式。

用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号。

(2)打开仿真开关，用示波器观察场效应管放大电路的输入波形和输出波形。

测量输出波形的幅值，计算电压放大倍数。

(3)建立如图3-3所示的场效应管放大电路的直流通路。

打开仿真开关，利用电压表和电流表测量电路静态参数。

三、实验电路原理图
结型场效应管共源放大电路
场效应管放大电路的直流通路
四、实验结果及分析
1、函数信号发生器
输入信号输出信号波形：
分析：
共源放大电路的电压放大倍数为10。

输出波形的幅值为100mv。

2、场效应管放大电路的直流通路大电路的直流通路
分析：
根据实验数据可得，场效应管的漏源电压为15.076V，栅源电压为0.411V，漏极电流为0。

.05mA。

电压表和电流表测到的栅源电压，漏源电压，漏极电流。

五、实验结论
与双极型晶体管放大电路的共发射极、共集电极和共基极电路相对应，场效应管放大电路也有三种基本组态：共源电路、共漏电路、共栅电路。

其电路结构与分析方法与双极型晶体管放大电路类似。

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。

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。

和半导体三极管一样，场效应管的电路也有三种接法即共源极电路、
共漏极电路和共栅极电路。

1.共源极电路
共源极电路除有图16-13 所示的接法外，还可采用图16-14 所示的电路。

这种电路的栅偏压是由负电压UG经偏置电阻RG提供的。

该电路虽然简单.但R G不易取得过大.否则会在栅漏泄电流流过时产生较大的压降，使栅偏压发生变化.造成工作点的偏离。

共源极基本放大电路的主要参数，可由以下各式确定:
2. 共漏极电路(源极输出器)
共漏极电路如图16-15 所示。

该电路中除有源极电阻Rs提供的自偏压外，还有由R1和R2组成的分压器为栅极提供的固定栅偏压。

共漏极电路的输出与输入同相，可起到阻抗变换器的作用。

共漏极基本放大电路的主要参数可由以下各式确定:
3. 共栅极电路
共栅极电路如图16-16 所示。

偏置电路为自给偏置，当ID流经Rs 时产生压降ID·Rs，由于栅极接地，相当于源极电位比栅极高出一个ID·Rs值。

这种方法简单.栅极电压也会随信号自动调节，对工作点的稳定有好处C 该电路有良好的放大特性。

共栅极电路的输入电阻和输出电阻由下式确定:。

返回＞＞第四章场效应管放大电路由于半导体三极管工作在放大状态时，必须保证发射结正偏，故输入端始终存在输入电流。

改变输入电流就可改变输出电流，所以三极管是电流控制器件，因而三极管组成的放大器，其输入电阻不高。

场效应管是通过改变输入电压(即利用电场效应)来控制输出电流的，属于电压控制器件，它不吸收信号源电流，不消耗信号源功率，因此输入电阻十分高，可高达上百兆欧。

除此之外，场效应管还具有温度稳定性好，抗辐射能力强、噪声低、制造工艺简单、便于集成等优点，所得到广泛的应用。

场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(IGFET)，目前最常用的MOS管。

由于半导体三极管参与导电的两种极性的载流子，电子和空穴，所以又称为半导体三极管双极性三极管。

场效应管仅依靠一种极性的载流子导电，所以又称为单极性三极管。

FET－Field Effect transistorJFET－Junction Field Effect transistorIGFET－Insulated Gate Field Effect TransistorMOS－Metal-Oxide-Semiconductor§1 结型场效应管一、结构结型场效应管有两种结构形式。

N型沟道结型场效应管和P型沟道结型场效应管。

以N沟道为例。

在一块N型硅半导体材料的的两边，利用合金法、扩散法或其它工艺做成高浓度的P+型区，使之形成两个PN结，然后将两边的P+型区连在一起，引出一个电极，称为栅极G。

在N型半导体两端各引出一个电极，分别作为源极S和漏极D。

夹在两个PN结中间的N型区是源极与漏极之间的电流通道，称为导电沟道。

由于N型半导体多数载流子是电子，故此沟道称为N 型沟道。

同理，P型沟道结型场效应管中，沟道是P型区，称为P型沟道，栅极与N型区相连。

电路符号如图所示，箭头方向可理解为两个PN结的正向导电方向。

二、工作原理从结型场效应管的结构可看出，我们在D、S间加上电压U DS，则在源极和漏极之间形成电流I D。