4-2 场效应管基本放大电路
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第5章 基本放大电路
本章要求
1.了解基本交流放大电路的组成方法、各元件的作用,并有数量级的概念;
2.掌握基本交流放大电路的静态分析法和动态分析法;
3.掌握固定偏置电路、分压式偏置电路和射极输出器的工作原理和特点;
4.了解设置静态工作点的意义及稳定静态工作点的方法;
5.了解直接耦合放大电路中存在前、后级静态工作点相互影响和零点漂移两个问题,
并知道如何解决;
6.熟悉差动放大电路的组成和工作原理;
7.了解功率放大电路的特点;
8.掌握互补对称功率放大电路的工作原理;
9.了解几种集成功率放大器的使用;
10. 了解场效应管放大电路的原理,并与双极性晶体管放大电路进行比较。
本章内容
主要讲解基本交流放大电路的组成、静态分析和动态分析;固定偏置电路、分压式偏置电路和射极输出器的结构和特点。功率放大电路的特点,互补对称功率放大电路的工作原理。场效应管放大电路的原理。
本章学时 8学时
5.1共射放大电路
本节学时:0.5学时
本节要求:
1.了解共射极基本交流放大电路的组成、各元件的作用,并有数量级的概念;
2.熟悉基本交流放大电路的工作原理。
本节内容:
5.1.1放大电路的的组成
5.1.2 放大电路的工作原理
小结:
1.无输入信号时,晶体管的电压、电流都是直流分量。
有输入信号时,iB、iC、uCE是直流分量与交流分量的叠加。
2.uo与ui频率相同。
3.ib、ic与ui同相,uo与ui反相。
5.2 放大电路的静态分析
本节学时:0.5学时
本节要求:
1.掌握基本交流放大电路的静态分析法---估算法。 uo RE1
ui us C1 + RB RC
+ C2
RS RL 2.了解静态工作点与非线性失真的关系。
本节内容:
5.2.1估算法
CCCCCEBCBCCBBECCB
放大电路
1.放大的概念和电路的性能指标
2.共射基本放大电路的工作原理
3.放大电路的分析
1)静态分析
2)动态分析
4.共集电极放大电路
5.共基极放大电路
6.三种基本放大电路的比较
5.场效应管单管放大电路
6.多级放大电路
1、放大电路的概念和电路的性能指标
放大:
放大电路实际上是一种控制器,控制着电源向负载输送能量的大小。放大电路一般由电压放大和功率放大两部分组成。先由电压放大电路将微弱信号加以放大去推动功率放大电路,再由功率放大电路输出足够大的功率去推动执行元件。电压放大电路通常工作在小信号情况下,而功率放大电路通常工作在大信号情况下。在工业电子技术中,常用的交流放大电路是低频放大电路,其工作频率通常在20Hz——20000Hz。
放大电路的性能指标:
a)放大倍数
电压放大倍数VA VA=ioVV
电流放大倍数IA IA=ioII
RA和GA
输入电阻IR=iiIV
输出电阻ooIVRO
2、共射极基本放大电路的工作原理
(1)电路的组成:
2-1共射极基本放大电路
(2)各元件作用
晶体管T:图中的T是放大电路的放大元件。利用它的电流放大作用,在集电极电路获得放大的电流,这电流受输入信号的控制。从能量观点来看,输入信号的能量是较小的,而输出信号的能量是较大的,但不是说放大电路把输入的能量放大了。能量是守恒的,不能放大,输出的较大能量来自直流电源EC。即能量较小的输入信号通过晶体管的控制作用,去控制电源EC所供给的能量,以便在输出端获得一个能量较大的信号。这种小能量对大能量的控制作用,就是放大作用的实质,所以晶体管也可以说是一个控制元件。
集电极电源UCC:它除了为输出信号提供能量外,还保证集电结处于反向偏置,以使晶体管起到放大作用。UCC一般为几伏到几十伏。
集电极负载电阻RC:它的主要作用是将已经放大的集电极电流的变化变换为电压的变化,以实现电压放大。RC阻值一般为几千欧到几十千欧。
基本放大电路直流偏置方式
基本放大电路的直流偏置方式主要有三种,包括固定偏置、自动偏置和恒流源偏置。以下是它们的具体说明:
1. 固定偏置:这种方式通过电阻网络将场效应管(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:这种方式通过负反馈作用,使场效应管的栅极电压保持稳定。其优点是工作点稳定,但电路复杂,需要额外的负反馈电路。
3. 恒流源偏置:这种方式通过恒流源来提供稳定的偏置电流,以保证场效应管的工作点稳定。其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。
请注意,这些偏置方式各有其优缺点,在实际应用中应结合具体情况选择合适的偏置方式。同时,这些方式通常应用于模拟电路中,具体应用细节和效果可能会因应用环境和电路设计而有所不同。
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场效应管及其基本放大电路
3.2.3.1 场效应管( FET )
1.场效应管的特色
场效应管出生于 20 世纪 60 年月,它主要拥有以下特色:①它几乎仅靠半导体中的多半载流子导电,故又称为单级型晶体管。②场效应管是利用输入回路的电场效应来控制输出回路的电流,并以此命名。③输入回路的内阻高达 107 -1012Ω ;此外还拥有噪声低、热稳固性好、抗辐射能力强、 耗电小,体积小、重量轻、寿命长等特色,因此宽泛地应用于各样电子电路中。
场效应管分为结型和绝缘栅型两种不一样的构造,下边分别加以介绍。
2. 结型场效应管
⑴结型场效应管的符号和 N 沟道结型场效应管的构造
结型场效应管( JFET)有 N 沟道和 P 沟道两种种类,图 3-62(a) 所示为它们的符号。
N沟道结型场效应管的构造如图 3-62(b) 所示。它在同一块 N型半导体上制作两个高混杂的
P 区,并将它们连结在一同,引出电极,称为栅极 G; N 型半导体的两头分别引出两个电极,一个称为漏极 D,一个称为源极 S。 P 区与 N 区交界面形成耗尽层,漏极与源极间的非耗尽层地区称为导电沟道。
(a) 符号 (b)N 沟道管的构造表示图
图 3-62 结型场效应管的符号和构造表示图⑵结型场效应管的工作原理
为使 N沟道结型场效应管正常工作, 应在其栅 - 源之间加负向电压 (即UGS 0),以保
证耗尽层蒙受反向电压;在漏 - 源之间加正向电压 uDS , 以形成漏极电流 i D 。下边经过栅 - 源
电压 uGS 和漏 - 源电压 u DS 对导电沟道的影响,来说明管子的工作原理。
①当 uDS =0V(即 D、S 短路)时, uGS 对导电沟道的控制作用 场效应管及其基本放大电路 2 / 11
ⅰ 当 uGS =0V 时,耗尽层很窄,导电沟道很宽,如图 3-63(a) 所示。