四场效应管放大电路
- 格式:pptx
- 大小:589.04 KB
- 文档页数:48
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。
实验四场效应管放大电路1.实验目的(1)研究场效应晶体管放大电路的特点。
(2)比较场效应管放大电路与双极型晶体管放大电路的不同。
(3)掌握场效应管放大电路性能指标的测试方法。
2.实验涉及的理论知识和实验知识本实验涉及了场效应管的原理与应用。
3.实验仪器直流稳压电源、万用表、信号发生器和示波器4.实验电路如图4.1.1所示为实验参考电路,它由一级场效应管和一级三极管放大电路组成。
图4.1.1场效应管放大电路5.实验原理场效应管是一种电压控制型的半导体器件。
按其结构和工作原理不同,可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。
它不仅像双极型晶体管一样具有体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点。
而且与双极型晶体管相比,它的输入阻抗很高,可达109~1012Ω,热稳定性好,抗辐射能力强。
它的最大优点是占用硅片面积小,制作工艺简单,成本低,很容易在硅片上大规模集成。
因此在大规模集成电路中占有极其重要的地位。
与三极管放大电路一样,为了使电路正常放大,必须设置合适的静态工作点,以保证在信号整个周期内,场效应管均工作在恒流区。
(1)结型场效应管的特性和参数图4.1.2为N沟道结型场效应管的输出特性曲线和转移特性曲线。
在转移特性曲线中,当U GS=0时的漏极电流称为饱和漏极电流I DSS。
当U GS变化到使I D≈0时,相应的U GS称为夹断电压U P。
转移特性曲线的斜率称为跨导g m,显然g m的值与场效应管的工作点有关。
输出特性曲线分为四个区。
它们分别是可变电阻区、恒流区、夹断区和击穿区。
/V图4.1.2 N 沟道结型场效应管的输出特性和转移特性曲线1)可变电阻区图4.1.2中的予夹断轨迹是各条曲线上,使U DS =U GS -U P ,即U GD =U P 的点连接而成的。
U GS 越大,予夹断时的U DS 值也越大。
予夹断轨道的左边区域称为可变电阻区,该区域中的曲线近似为不同斜率的直线。
当U GS 确定时,直线的斜率也唯一地被确定,该斜率的倒数即为漏源间的等效电阻。
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:。