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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 应满足的关系极 性放大区条件 V DSN 沟道管：正极性(V DS >0) V DS >V GS －V P (或V T )>0 P 沟道管：负极性(V DS <0) V DS <V GS －V P (或V T )<0 V GS结型管： 反极性 增强型MOS 管：同极性 耗尽型MOS 管：双极型N 沟道管：V GS >V P (或V T ) P 沟道管：V GS <V P (或V T )·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 vI 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。
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。
fet放大电路直流偏置方式
在FET（Field-Effect Transistor）放大电路中，直流偏置是指设置晶体管的静态工作点，使其处于最佳的工作状态。
常见的直流偏置方式包括固定偏置、自动偏置和恒流源偏置等。
1.固定偏置：通过电阻网络将FET的栅极与源极连接，通过电阻的分压作用
来实现直流偏置。
这种方式的优点是电路简单，但需要精确匹配电阻值，否则可能导致工作点不准确或不稳定。
2.自动偏置：通过负反馈作用，使FET的栅极电压保持稳定。
这种方式的优
点是工作点稳定，但电路复杂，需要额外的负反馈电路。
3.恒流源偏置：通过恒流源来提供稳定的偏置电流，以保证FET的工作点稳
定。
这种方式的优点是工作点稳定且不受温度影响，但需要高精度的恒流源，电路复杂度较高。
在实际应用中，根据具体需求选择合适的直流偏置方式，以确保FET放大电路的正常工作和稳定性。
同时，也需要注意温度对晶体管参数的影响，以及电路中其他元件对直流偏置的影响。
实验报告实验名称___FET放大电路分析_____课程名称__电子电路计算机辅助分析_院系部:电气与电子工程学院专业班级：电子1301学生姓名：韩辉学号:1131230106同组人:实验台号:指导教师：高雪莲成绩：实验日期:华北电力大学1. FET 放大电路的小信号分析输入端口：I G ＝0输出端口：I D ＝f （V GS ，V DS ） 对I D 求微分，得：SD V DSD S G V GSD D dV V I dV V I dI GSDS∂∂+∂∂=令：mV GSDg V I DS=∂∂ds V DSD r V I GS=∂∂当工作在小信号时，Q 点附近特性曲线可看作线性线段，所以有:DSdsS G m D V r V g I+=所以，输入夸导g m 为：GS D m V I g ∆∆=输出阻抗r ds为：CONSTANTV DDSds GS I V r =∆∆=2. FET 输入和输出阻抗JFET 输入阻抗109，输出阻抗为r ds （通常20～100K ） MOSFET 输入阻抗1012～1015，输出阻抗为r ds 。
1.实验一实验一的电路图如图9.1.1所示：图9.1.1 实验一的电路图实验一的参数设置如图9.1.2所示：图9.1.2 实验一参数设置（1）电压增益电压增益的仿真结果如图9.1.3所示：图9.1.3 实验一电压增益的仿真结果由上述仿真结果可知：Av=V(out)/V(V1)=0.960（2）输入电阻输入电阻的仿真结果如图9.1.4所示：图9.1.4 实验一输入电阻的仿真结果输入电阻的值等于输入端电压和支路电流比值，即Ri=V(v1)/I(C1)，由上述仿真结果可知：Ri =1M欧姆（3）输出电阻原电路图不带负载的情况如图9.1.5所示：图9.1.5不带负载的情况输出电阻的仿真结果如图9.1.6所示：图9.1.6 实验一输出电阻的仿真结果输出电阻的值等于输出端电压和支路电流比值，即Ro=V(v1)/I(C2)，由上述仿真结果可知：Ro =10000K欧姆2.实验二（1）电压增益不带负载时的电路图如图9.2.1所示：图9.2.1 实验二不带负载时的电路图电压增益的仿真结果如图9.2.2所示：图9.2.2 实验二不带负载电压增益的仿真结果由上图可得在不带负载时的电压增益为：Av=7.75负载RL=10meg时的电路图如图9.2.3所示：图9.2.3实验二负载RL=10meg时的电路图电压增益的仿真结果如图9.2.4所示：图9.2.4实验二负载RL=10meg时的电压增益的仿真结果由上图可得在负载RL=10meg时的电压增益为：Av=7.75负载RL=10k时的电路图如图9.2.5所示：图9.2.5实验二负载RL=10k时的电路图电压增益的仿真结果如图9.2.6所示：图9.2.6实验二负载RL=10k时的电压增益的仿真结果由上图可得在负载RL=10k时的电压增益为：Av=6.47分析以上电压增益的仿真结果可得以下结论：负载大小对电压增益略有影响。
