模擬電子技術基礎第二章基本放大電路本章目錄§2.1放大的概念與放大電路的性能指標§2.2基本共射放大電路的工作原理§2.3放大電路的分析方法§2.4靜態工作點的穩定§2.5晶體管放大電路的三種接法§2.6場效應管及其基本放大電路§2.7基本放大電路的派生電路2025/4/282§2.1放大的概念與放大電路的性能指標一、放大電路的基本概念二、放大電路的電路模型三、放大電路的性能指標2025/4/283一、放大電路的基本概念放大電路是模擬電子電路中最重要的單元電路之一，要求在不改變信號波形形狀的同時實現對輸入電信號功率的放大，放大電路在信息的傳遞、處理、自動控制、測量儀器、計算機等各個領域得到廣泛的應用。放大電路實際上是一種線性受控能量轉換裝置，在輸入信號的線性控制下，將電路內的直流電源能量轉換為輸出信號能量。放大電路必須含有完成能量轉換的有源器件，如：晶體管、場效應管等，有源器件是放大電路的核心。2025/4/284一、放大電路的基本概念放大電路實際上是一種功能模塊電路，具有兩個外接端口，輸入端口接受需要放大的信號，輸出端口將放大以后的信號送給負載，如圖所示。在放大電路中，信號的能量（或功率）得到增強，因此在放大電路中必須具備能量補充的來源——直流電源和將直流電源能量轉換為信號能量的轉換裝置或器件。2025/4/285一、放大電路的基本概念放大的對象：變化量放大的本質：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真——放大的前提判斷電路能否放大的基本出發點VCC至少一路直流電源供電2025/4/286一、放大電路的基本概念單純從能量轉換的角度看，放大電路本身就是一個實現直流電源能量轉換為信號能量的裝置。其中輸入信號是控制量，在它的控制下，放大電路將電源能量轉換成信號能量輸出給負載。為了描述這種由一個信號控制輸出信號的電路裝置或器件，提出了受控電源的電路模型。2025/4/287二、放大電路的電路模型受控電源是理想化的能量轉換電路元件，實際上放大電路為了將信號源信號引入，總是要對信號源構成負載，因此，輸入端不可能是理想的開路或短路而在輸出端放大器也不能做到理想的電壓輸出或電流輸出，必然會受到負載的影響。考慮了輸入輸出端口的非理想情況，在受控電源的基礎上增加輸入電阻Ri和輸出電阻Ro，得到放大電路模型。根據放大電路輸入輸出信號變量的不同，可以作出四種放大電路模型。2025/4/288二、放大電路的電路模型電壓放大電路模型阻抗放大電路模型導納放大電路模型電流放大電路模型2025/4/289三、放大電路的性能指標1.放大倍數：輸出量與輸入量之比電壓放大倍數是最常被研究和測試的參數信號源信號源內阻輸入電壓輸入電流輸出電壓輸出電流對信號而言，任何放大電路均可看成二端口網絡。2025/4/28102.輸入電阻和輸出電阻

將輸出等效成有內阻的電壓源，內阻就是輸出電阻?？蛰d時輸出電壓有效值帶RL時的輸出電壓有效值輸入電壓與輸入電流有效值之比。從輸入端看進去的等效電阻2025/4/28113.通頻帶4.最大不失真輸出電壓Uom：交流有效值。

由于電容、電感及放大管PN結的電容效應，使放大電路在信號頻率較低和較高時電壓放大倍數數值下降，并產生相移。衡量放大電路對不同頻率信號的適應能力。下限頻率上限頻率5.最大輸出功率Pom和效率η：功率放大電路的參數2025/4/2812§2.2基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元件的作用二、設置靜態工作點的必要性三、波形分析四、放大電路的組成原則2025/4/2813一、電路的組成及各元件的作用VBB、Rb：使UBE＞Uon，且有合適的IB。VCC：使UCE≥UBE，同時作為負載的能源。Rc：將ΔiC轉換成ΔuCE(uo)。動態信號作用時：

輸入電壓ui為零時，晶體管各極的電流、b-e間的電壓、管壓降稱為靜態工作點Q，記作IBQ、ICQ（IEQ）、UBEQ、UCEQ。共射2025/4/2814二、設置靜態工作點的必要性

輸出電壓必然失真！

設置合適的靜態工作點，首先要解決失真問題，但Q點幾乎影響著所有的動態參數！

為什么放大的對象是動態信號，卻要晶體管在信號為零時有合適的直流電流和極間電壓？2025/4/2815三、基本共射放大電路的波形分析飽和失真底部失真截止失真頂部失真輸出和輸入反相！動態信號馱載在靜態之上與iC變化方向相反

要想不失真，就要在信號的整個周期內保證晶體管始終工作在放大區！2025/4/2816四、放大電路的組成原則靜態工作點合適：合適的直流電源、合適的電路參數。動態信號能夠作用于晶體管的輸入回路，在負載上能夠獲得放大了的動態信號。對實用放大電路的要求：共地、直流電源種類盡可能少、負載上無直流分量。2025/4/2817兩種實用放大電路問題：1.兩種電源2.信號源與放大電路不“共地”共地，且要使信號馱載在靜態之上靜態時，動態時，VCC和uI同時作用于晶體管的輸入回路。將兩個電源合二為一有直流分量有交流損失－＋UBEQ（1）直接耦合放大電路2025/4/2818兩種實用放大電路

耦合電容的容量應足夠大，即對于交流信號近似為短路。其作用是“隔離直流、通過交流”。靜態時，C1、C2上電壓？動態時，C1、C2為耦合電容！＋－UBEQ－＋UCEQuBE＝uI＋UBEQ，信號馱載在靜態之上。負載上只有交流信號。（2）阻容耦合放大電路作業：2.2、2.32025/4/2819§2.3放大電路的分析方法放大電路的分析放大電路分析靜態分析（確定放大

器件工作狀態）圖解分析等效電路分析動態分析（分析放

大電路性能）圖解分析等效電路分析計算機仿真、實驗測試IB、IC、UCE、UBEAu、ri、ro

等2025/4/2820放大電路的靜態分析（1）靜態的概念——無信號輸入，電路中只有直流電源作用。（2）靜態等效電路——直流通路：耦合電容開路。+UCCRBRCC1信號源RSuSRL負載+UCCRBRCIBQICQ+_UBE+_UCE（3）靜態分析的目的——確定晶體管的靜態工作點

（IB、IC、UCE、UBE

）（4）靜態分析的方法——圖解法、近似估算法（等效電路法）2025/4/2821放大電路靜態分析的圖解法+UCCRBRCIBIC+_UBE+_UCEUCCRBRCIBIC+_UBE+_UCE+_UCC+_（1）把輸入輸出回路分開處理（2）輸入回路分析UCCUBEIBOUBEQIBQ晶體管輸入特性偏置電路伏安特性直流負載線（3）輸出回路分析UCEICOIBQUCCUCC—RCUCEQICQ晶體管輸出特性靜態工作點靜態工作點偏置電路伏安特性直流負載線2025/4/2822放大電路靜態分析的等效電路法（1）晶體管的靜態等效電路（放大狀態）BCEUBE·IBIBBCE（2）放大電路靜態等效電路UCCRBRCIBIC+_UBE+_UCE+_UCC+_UCCRBRCIC+_UCE+_UCC+_UBE·IBIB2025/4/2823放大電路靜態分析的等效電路法(續)（3）近似條件：UBE

0.7V(硅管)，或0.3V(鍺管)（4）近似估算（5）檢驗晶體管是否處于放大狀態VCCRBRCIC+_UCE+_VCC+_UBE·IBIB2025/4/2824放大電路的動態分析動態分析的目的：確定放大電路的性能指標。耦合電容容量很大，信號變化一周期電容兩端電壓保持恒定：+UCCRBRCC1RSuSRLC2UBEQUCEQ2025/4/2825放大電路的動態分析(續)UCEQUBEQRLRCRBRSusVCCVCC輸入、輸出回路作戴維寧等效：其中，iBiCU’CCU’BBR’LR’Su’s2025/4/2826放大電路動態分析的圖解法U′CCU′BBR′LR′Su′sU′BBuBEiBOUBEQIBQuCEiCOIBQU′CCU′CC—R′LUCEQICQtuBEiBttuCE電路實現了反相放大。可分析指標：1.放大倍數;2.最大不失真輸出非線性失真：1.飽和失真（輸出平底）2.截止失真（頂端變形）為獲得最大不失真輸出，靜態工作點應設置在交流負載線的中點。輸入電壓幅度不能太大，否則輸入特性非線性嚴重，要求Ubem<5mV2025/4/2827放大電路動態分析的等效電路法(1)放大電路的交流等效電路RLRCRBRSus+ui_+uo_直流電源置零(接地)、耦合電容短路2025/4/2828晶體管的h參數等效模型(交流等效模型)在交流通路中可將晶體管看成為一個二端口網絡，輸入回路、輸出回路各為一個端口。低頻小信號模型2025/4/2829在低頻、小信號作用下的關系式交流等效模型（按式子畫模型）電阻無量綱無量綱電導2025/4/2830h參數的物理意義b-e間的動態電阻內反饋系數電流放大系數c-e間的電導分清主次，合理近似！什么情況下h12和h22的作用可忽略不計？2025/4/2831簡化的h參數等效電路查閱手冊基區體電阻發射結電阻發射區體電阻數值小可忽略利用PN結的電流方程可求得由IEQ算出在輸入特性曲線上，Q點越高，rbe越小！2025/4/2832晶體管的小信號(微變)等效電路bceuceubeicibrberbb′:晶體管基區體電阻，幾歐~幾十歐（常取10

）VT:溫度電壓當量.常溫(27oC),VT=25.8mVK:玻耳茲曼常數1.38066210-23J?K-1T:絕對溫度值q:電子電荷量1.602189210-19C2025/4/2833放大電路的的小信號(微變)等效電路RLRCRBRSus+ui_+uo_rbeib電壓放大倍數：輸入電阻輸出電阻2025/4/2834放大器的電壓放大等效電路+-ro+ui_riRL+uo_RS放大電路源電壓放大倍數：2025/4/2835放大電路分析舉例+UCCRBRCC1RSuSRLC2910k

6.8k

600

4.7k

12V=100rbb’=50

1.靜態工作點分析采用近似估算法說明晶體管確實工作在放大區2025/4/2836放大電路分析舉例（續）2.動態分析：畫出小信號等效電路RLRCRBRSusuiuorbeib輸入電阻：輸出電阻：電壓放大倍數：源電壓放大倍數：最大不失真輸出幅度：2025/4/2837放大電路的分析舉例（續）利用Multisim觀察放大電路工作情況2025/4/2838放大電路分析舉例2-UCCRL3k

RC4.3k

RBC1C2+ui-+uo—-6V圖示電路，PNP型管的參數為：

=100,rbb′=50(1)欲使靜態工作點集電極電流為1mA,RB=?(2)計算放大電路的電壓放大倍數。1、靜態分析根據要求，集電極靜態電流為1mA,因此，基極電流2025/4/2839放大電路分析舉例2（續）2、動態分析畫出放大電路的微變等效電路RLRCRB+ui—+uo—rbeib電壓放大倍數：2025/4/2840放大電路分析舉例2（續）利用Multisim觀察放大電路工作情況2025/4/28412.空載和帶載兩種情況下Uom分別為多少？在圖示電路中，有無可能在空載時輸出電壓失真，而帶上負載后這種失真消除？增強電壓放大能力的方法？討論

已知ICQ＝2mA，UCES＝0.7V。

1.在空載情況下，當輸入信號增大時，電路首先出現飽和失真還是截止失真？若帶負載的情況下呢？2025/4/2842討論：基本共射放大電路的靜態分析和動態分析QIBQ≈35μAUBEQ≈0.65V

為什么用圖解法求解IBQ和UBEQ？2025/4/2843討論：阻容耦合共射放大電路的靜態分析和動態分析2025/4/2844討論：波形分析

失真了嗎？如何判斷？原因？飽和失真作業：2.4、6、72025/4/2845§2.4靜態工作點的穩定為了保證放大電路的穩定工作，必須有合適的、穩定的靜態工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜態工作點。對于固定偏置放大電路，靜態工作點與UBE、

和ICEO有關，而這三個參數對溫度敏感，它們隨著溫度的變化將影響靜態工作點穩定。T↑UBE↓β↑ICEO↑IC

↑Au↓BW↓為穩定電路的靜態工作點，需要改進偏置電路，當溫度升高、IC增加時，能夠自動減少IB，從而抑制靜態工作點的變化，保持靜態工作點基本穩定。2025/4/2846靜態工作點的穩定途徑可采用的穩定靜態工作點的方法：IC

↑UE↑(不再固定)IB=(VBB-UBE-UE)/RB↓IC

↑VBB

↓

(不再固定)IB=(VBB-UBE)/RB↓VBB2025/4/2847設置射極電阻穩定工作點IC

↑UE↑(不再固定)IB=(UCC－UBE-UE)/RB↓UCCRLRCRBC1C2uiuo增加發射極電阻（IC流過時產生壓降）RE計算靜態工作點：UBBRBREIBIE輸入回路KVL(UBB=UCC)如果RB<<(1+

)RE

>>1基本與晶體管參數無關，具有穩定的靜態工作點。2025/4/2848射極電阻對放大電路的其他影響現在我們來計算電路的放大倍數+ui_rbeR′L+uo_RERB由微變等效電路可以容易分析得到：因此，(1+

)RE

越大放大倍數越小。為了穩定工作點，要求(1+

)RE>>RB，但(1+

)RE太大將損失放大能力，因此，為保證放大倍數必須RB

很小。但是RB

的減小將使放大電路輸入電阻下降，致使源電壓放大倍數降低。折中的方法是選用較小的RE

。為了保持集電極工作點電流不太大，需要降低VBB2025/4/2849電阻分壓式工作點穩定電路采用電阻分壓方式降低UBB：UCCRLRCRB1C1C2+ui_+uo_RERB2UBB不能太小，否則UBE

隨溫度變化影響增大。通常選擇：分壓電阻的選?。?025/4/2850電阻分壓式工作點穩定電路（續）+ui_rbeR′L+uo_RERB發射極電阻RE

降低放大電路的放大倍數如果給發射極電阻RE

設置旁路電容（幾十微法）交流工作時，旁路電容等效為短路：UCCRLRCRB1C1C2+ui_+uo_RERB2CE放大倍數與未加發射極電阻時相同。2025/4/2851電阻分壓式工作點穩定電路（續）但是，發射極電阻的存在對提高輸入電阻有好處：UCCRLRCRB1C1C2+ui_+uo_RERB2CE實際組成電路時常在交流通路中保留部分發射極電阻：CERE2RE1通常，RE1=10~100,RE2=1~10k

2025/4/2852電阻分壓式工作點穩定電路舉例共發射極放大電路如圖，分析該電路的特性。UCCRLRCRB1C1C2+ui_+uo_RE2RB2CERE1+12V4.7k

6.8k

160k

51k

2k

51

=100680

RSuS1.靜態分析：2025/4/2853電阻分壓式工作點穩定電路舉例（續）2.動態分析：uirbeR’LuoRE2RB最大不失真輸出幅度：2025/4/2854電阻分壓式工作點穩定電路舉例（續）分壓偏置電路Multisim仿真分析2025/4/2855電壓反饋偏置靜態工作點穩定電路IC↑UBB↓

(不再固定)IB=(UBB-UBE)/RB↓UCCRLRCRBC1C2+ui_+uo_將集電極電壓反饋作為基極偏置電源電壓：UBB=UCEQ↓IC↑IB=(UBB-UBE)/RB↓計算靜態工作點：根據KVL如果RB<<(1+

)RC

>>1基本與晶體管參數無關，具有穩定的靜態工作點。UCCRCRB2025/4/2856電壓反饋偏置靜態工作點穩定電路（續）動態分析RLRCRB+ui—+uo—交流通路RLRCRB+ui—+uo—ibrbe微變等效電路用結點法求解：這個電路的輸入電阻和輸出電阻作為練習留給同學分析。2025/4/2857§2.5晶體管放大電路的三種接法一、基本共集放大電路二、基本共基放大電路三、三種接法放大電路的比較2025/4/2858一、基本共集放大電路1.靜態分析2025/4/28592.動態分析：電壓放大倍數稱為射極跟隨器Uo＜Ui2025/4/28602.動態分析：輸入電阻的分析Ri與負載有關！RL帶負載電阻后射極電阻被增大

（1+β）倍折算到基極機械與汽車工程學院2025/4/28612.動態分析：輸出電阻的分析Ro與信號源內阻有關！3.特點：輸入電阻大，輸出電阻小；只放大電流，不放大電壓；在一定條件下有電壓跟隨作用！令Us為零，保留Rs，在輸出端加Uo，產生Io,?；鶚O電阻被減小

（1+β）倍折算到射極機械與汽車工程學院2025/4/2862二、基本共基放大電路1.靜態分析機械與汽車工程學院2025/4/28632.動態分析3.特點：輸入電阻小，頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！機械與汽車工程學院2025/4/2864三、三種接法的比較：空載情況下

接法共射共集共基

Au大

小于1

大

Aiβ1＋βαRi

中

大

小

Ro

大

小

大頻帶窄中寬思考：有載情況下會有什么不同？機械與汽車工程學院2025/4/2865討論

接法共射共集共基輸入bbe輸出cec圖示電路為哪種基本接法的放大電路？它們的靜態工作點有可能穩定嗎？求解靜態工作點、電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻的表達式。機械與汽車工程學院2025/4/2866電路如圖，所有電容對交流信號均可視為短路。1.Q為多少？2.Re有穩定Q點的作用嗎？3.電路的交流等效電路？4.V變化時，電壓放大倍數如何變化？討論機械與汽車工程學院2025/4/2867討論改變電壓放大倍數作業：2.10、13、15、19機械與汽車工程學院2025/4/2868§2.6場效應管及其基本放大電路一、場效應管二、場效應管放大電路靜態工作點的設置方法三、場效應管放大電路的動態分析四、場效應管放大與雙極型晶體管放大的比較2025/4/2869場效應晶體管場效應管的分類如下。場效應晶體三極管(FieldEffectTransistor，簡稱場效應管)與雙極型晶體三極管不同，導電過程中只有一種載流子參與，所以又稱為單極型晶體三極管。場效應管(FET)按結構分為兩類，EFT結型(JFET)絕緣柵型(JGFET)金屬氧化物場效應管(MOSFET)按導電載流子類型分為N溝道N溝道P溝道P溝道對于MOSFET按溝道的變化，還分為增強型和耗盡型兩種。耗盡型D-NMOSFET增強型E-NMOSFET耗盡型D-PMOSFET增強型E-PMOSFET2025/4/2870絕緣柵場效應管1.N溝道增強型絕緣柵場效應管（1）結構及電路符號N+N+S源極G柵極D漏極P型硅襯底二氧化硅絕緣層金屬鋁B鋁N溝道增強型絕緣柵場效應管（2）工作原理UGS=0時，ID=0GDSB電路符號2025/4/2871絕緣柵場效應管（續1）

當UGS≠0時，在柵極下面的二氧化硅中將產生一個指向P型襯底、且垂直襯底表面的電場。N+N+SGDP型硅襯底BUGSEG耗盡層繼續增大UGS。反型層UGS越大，反型層中的自由電子濃度越大，溝道越寬，導電能力越強。將開始形成反型層所需的UGS值稱為開啟電壓UGS(th)，其值約為2~10V之間。在漏源之間加上正向電壓UDS便會產生漏極電流IDUDSIDEDID的大小受UGS控制。利用N型溝道（P型襯底）導電，其導電能力依靠柵極正偏電壓來增強，故稱N溝道增強型絕緣柵場效應管。2025/4/2872絕緣柵場效應管（續2）溝道形成后，在UDS作用下，ID沿溝道從漏極流向源極，并產生電壓降，使柵極與溝道內各點的電壓不再相等，于是溝道不再均勻，靠近源極端寬，靠近漏極端窄。增大UDS到一定數值后，在近漏極端溝道被預夾斷。N+N+SGDP型硅襯底BUGSEG耗盡層UDSIDED繼續增大UDS，加在夾斷點與源極之間的電壓不再改變，ID基本上維持不變，趨于飽和。UDS=UGS2025/4/2873絕緣柵場效應管（續3）特性曲線：轉移特性uGSiD0UGS(th)輸出特性uDSiD0uGS=7V3V5VUGS(th)線性區夾斷區飽和區場效應管的特性曲線有轉移特性和輸出特性兩組。在恒流區內，NMOS管的ID近似地表示為式中IDO是UGS=2UGS(th)時ID的值，UGS(th)為開啟電壓。2025/4/2874絕緣柵場效應管（續4）2.N溝道耗盡型絕緣柵場效應管耗盡型絕緣柵場效應管在制造時已在二氧化硅絕緣層中摻入了大量的正離子。在UGS=0時就已經在P襯底表面感應出反型層。N+N+S源極G柵極D漏極P型硅襯底二氧化硅絕緣層金屬鋁B鋁N溝道耗盡型絕緣柵場效應管

N溝道（1）結構及電路符號電路符號GDSB(襯底)2025/4/2875絕緣柵場效應管（續5）當UGS負到一定程度，UGS=UGS(OFF)后，N型溝道中的電子耗盡，ID＝0，管子截止，UGS(OFF)稱為管子的夾斷電壓。N+N+SGDP型硅襯底BN溝道耗盡型絕緣柵場效應管

UGSEGUDSEDID（2）工作原理當UGS=0時，只要UDS≠0，ID≠0；這時的ID=IDSS當UGS>0時，N溝道變寬，ID增大；當UGS<0時，N溝道變窄，ID減小。2025/4/2876絕緣柵場效應管（續6）轉移特性uGSiDOUGS(off)uDS輸出特性iDOUGS=4V0V2V-2V（3）特性曲線

實驗表明，在UGS(OFF)

UGS0的范圍內，耗盡型絕緣柵場效應管的轉移特性可以近似表示為（UGS(off)

UGS0)IDSS為UGS=0時的漏極電流ID。2025/4/2877絕緣柵場效應管（續7）P溝道MOS管和N溝道MOS管的主要區別在于作為襯底的材料不同，PMOS管的反型層為P型，相應的溝道為P溝道。P+P+S源極G柵極D漏極N型硅襯底二氧化硅絕緣層金屬鋁B鋁P溝道增強型絕緣柵場效應管3.P溝道MOS場效應管對耗盡型PMOS管，在二氧化硅絕緣層中摻入的是負離子。使用時，UGS，UDS的極性與NMOS管相反，增強型PMOS管的開啟電壓為負值，而耗盡型的PMOS管的夾斷電壓為正值。2025/4/2878絕緣柵場效應管（續8）電壓極性uGS<UGS(th)<0uDS<0轉移特性uGSiDOUGS(th)iD+-uDS+-uGS輸出特性uDSiDOUGS=-7v-5V-3VUGS(th)線性區夾斷區飽和區增強型PMOSFET電路符號特性曲線2025/4/2879絕緣柵場效應管（續9）耗盡型PMOSFETiD+-uDS+-uGS電壓極性UGS(off)>uGS

UGS(off)>0uDS<0轉移特性uGSiDOUGS(off)輸出特性uDSiDOuGS=-3v-2V0VUGS(off)線性區夾斷區飽和區電路符號特性曲線2025/4/2880結型場效應管NN型半導體為襯底G(柵極)S源極D漏極結構及電路符號耗盡層PP兩邊是高濃度P型區導電溝道DGS電路符號2025/4/2881結型場效應管（續1）G(柵極)S源極D漏極PP工作原理當uGS=0、uDS>0時，N溝道中多子從S流向D，形成漏極電流iD。此時的iD稱為漏極飽和電流，記為IDSS。ID沿溝道產生的電壓降使得柵極與溝道內部各點的電壓不等越靠近漏極電壓越大。uDSPPiD當uGS<0時，N溝道變窄，漏極電流減小，即iD<IDSS

。PP當uGS減小到一定值時，兩邊耗盡區合攏，導電溝道被夾斷iD0。此時的uGS稱為夾斷電壓，記為UGS(off)。繼續減小uGS耗盡區不再明顯變化。2025/4/2882結型場效應管（續2）特性曲線轉移特性曲線uGSOiDIDSSUGS(0ff)輸出特性曲線iD(mA)uDS(V)OuGS=0V-1V-3V-4V-5V-2V可變電阻區恒流區夾斷區iD+-uDS+-uGS電壓極性UGS(off)<uGS<0uDS>0N-JFET2025/4/2883結型場效應管（續3）P溝道結型場效應管（JEFT）電壓極性UGS(off)>uGS>0uDS<0轉移特性uGSiDOUGS(off)-IDSS電路符號iD+-uDS+-uGS輸出特性uDSiDOuGS=01V2VUGS(off)線性區夾斷區飽和區2025/4/2884場效應管的主要參數直流參數開啟電壓UGS(th)——增強型MOSFET

夾斷電壓UGS(off)——耗盡型MOSFET和JFET飽和電流IDSS——耗盡型管參數，對應uGS=0時的漏極電流

IDO——增強型管參數，對應UGS=2UGS(th)時ID的值直流輸入電阻RGS(DC)交流參數低頻跨導gm極間電容：CGS、CGD(1~3pF)、CDS(0.1~1pF)低頻噪聲系數NF2025/4/2885場效應管的主要參數（續1）極限參數最大漏極電流IDM最大耗散功率PDM漏源擊穿電壓UDS(BR)柵源擊穿電壓UGS(BR)2025/4/2886場效應管與晶體管比較器件比較項目晶體管場效應管載流子既有多子又有少子兩種極性的載流子同時參與導電，故稱為雙極型管只有多子一種極性的載流子參與導電，故稱為單極型管溫度穩定性較差好控制方式電流控制電壓控制主要類型NPN和PNP兩種N溝道和P溝道兩種放大參數β＝20～200gm=1～20mS輸入電阻102～104Ω107～1014Ω輸出電阻rce很高rds很高制造工藝較復雜簡單、成本低對應電極基極－柵極，發射極－源極，集電極－漏極2025/4/2887場效應管放大電路場效應管的三個電極源極、柵極和漏極與晶體管的三個電極發射極、基極和集電極相對應，組成放大電路時與晶體管相似，場效應管也可以組成共源極、共漏極和共柵極三種形式的放大電路。由于共柵極電路應用得比較少，本節只對共源極和共漏極（即源極輸出器）兩種電路進行討論。場效應管是電壓控制型器件，因此，在設置放大電路靜態工作點時與晶體管不同，需要為柵源電壓設置合適的數值（雙極型晶體管則要設置合適的基極電流），以保證場效應管工作正常。2025/4/2888靜態工作點的設置及分析BJT偏置要求設置基極電流IB（電流控制器件），而FET偏置則要求設置柵源偏壓UGS（電壓控制器件），使FET處于恒流區（放大區）。N-JFET：UGS(off)<UGS<0，UDS>0采用正電源供電耗盡型NMOSFET：UGS>UGS(off)

，UDS>0采用正電源供電UGS(off)<0增強型NMOSFET：UGS>UGS(th)

，UDS>0采用正電源供電UGS(th)>0同理可以分析得到，對于P溝道場效應管放大電路一般應采用負電源供電。2025/4/2889靜態工作點的設置及分析(續1)常見偏置電路及其計算1.自給偏置電路適用于耗盡型MOSFET和JFET將柵極電位設為零，通過源極電阻產生的電壓構成柵源偏壓。FETUDDDSGRDRSCSRGIDUGS≈－RSID利用FET的轉移特性計算靜態漏極電流由于FET的高輸入電阻，為了避免感應電場對FET的損壞，常在柵極接一電阻RG，一般該電阻大于1MW。+2025/4/2890靜態工作點的設置及分析(續2)分壓偏置電路利用電阻分壓和源極電阻壓降調節偏置電壓大小，適用于各種類型的FET。柵極電位由電阻分壓確定，源極電阻產生的電壓和柵極電位共同產生柵源偏壓：2.分壓偏置電路FETUDDDSGRDRSCSR1R2RGUGS≈UG－RSID利用FET轉移特性計算靜態漏極電流+2025/4/2891靜態工作點的設置及分析(續3)為了分壓結果穩定，分壓電阻一般不能取太大阻值，如果直接將分壓點接到FET的G極，就會因分壓電阻而破壞FET的高輸入電阻特性，因此，在電路中引入了高阻值的RG(大于1MW)。FETUDDDSGRDRSCSR1R2RG耗盡型MOSFET和JFET增強型MOSFETUGS≈UG－RSIDUGS≈UG－RSID+2025/4/2892場效應管放大電路的動態分析場效應管的小信號等效電路模型FETgds恒流區(放大區)小信號

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