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模拟电子技术基础(2)

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模拟电子技术基础(2)nullnull第二章 基本放大电路2.1放大的概念和电路主要指标 2.7场效应管放大电路2.6晶体管基本放大电路的派生电路2.5单管放大电路的三种基本接法2.4放大电路静态工作点的稳定2.3放大电路的分析方法2.2基本共射放大电路的工作原理null本章重点和考点:1.共射放大电路的静态工作点分析和动态参数计算。2.放大电路失真分析和最大输出电压计算。3.BJT三种组态的特点、FET三种组态的特点。null本章讨论的问题:1.什么是放大?放大电路放大信号与放大镜放大物体意义 相同吗?放大的特征是什么?2.为什么...

模拟电子技术基础(2)
nullnull第二章 基本放大电路2.1放大的概念和电路主要指标 2.7场效应管放大电路2.6晶体管基本放大电路的派生电路2.5单管放大电路的三种基本接法2.4放大电路静态工作点的稳定2.3放大电路的分析方法2.2基本共射放大电路的工作原理null本章重点和考点:1.共射放大电路的静态工作点分析和动态参数计算。2.放大电路失真分析和最大输出电压计算。3.BJT三种组态的特点、FET三种组态的特点。null本章讨论的问题:1.什么是放大?放大电路放大信号与放大镜放大物体意义 相同吗?放大的特征是什么?2.为什么晶体管的输入、输出特性说明它有放大作用? 如何将晶体管接入电路才能起到放大作用?组成放大 电路的原则是什么?有几种接法?3.如何评价放大电路的性能?有哪些主要指标?null本章讨论的问题:4.晶体管三种基本放大电路各有什么特点?如何根据它 们的特点组成派生电路?5.如何根据放大电路的组成原则利用场效应管构成放大 电路?它有三种接法吗?6.场效应管放大电路与晶体管放大电路有哪些不同处?在不同的场合下,应如何选用放大电路?null 2.1 放大的概念和电路主要指标一、 放大电路(器)及其分类1.定义:电子学中放大的目的是将微弱变化的信号放大成变化较大的信号,即实现对输入信号线性放大,实现这种任务的电路叫放大电路,又叫放大器。Au放大电路可以用输入口和输出口的四端网络 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示,如图。 2.放大的实质:对输入信号放大的实质是能量的控制和转换,即在放大电路的控制下,将供电直流电源的能量转换成信号能量。null3.放大电路的分类(1)从被放大的信号的性质角度分为: 直流放大电路、交流放大电路、脉冲放大电路。(2)从所用放大器件角度分为: 晶体管(双极性)放大电路、场效应管放大路、 集成电路放大电路。(3)从电路所承担的主要任务角度分为: 电压放大电路、电流放大电路、功率放大电路。null二、放大电路的等效电路放大电路示意图null :信号源开路电压;RS :信号源内阻; :信号源输入电压; :信号源输入电流;Ri:放大电路输入电阻; :放大电路开路时的输出电压;Ro :放大电路输出电阻; :放大电路输出电压;RL:放大电路外接负载。null三、放大电路的主要性能指标根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ,放大器的放大倍数可分为四种。1.放大倍数   表示放大器的放大能力放大倍数的分贝表示:Gu=20lg| | (dB),Gp=10lgAp (5)功率放大倍数: Ap=Po/Pi=AuAi(1)电压放大倍数: = / (数值、相位)(重点)null2.输入电阻Ri 放大电路一定要有前级(信号源)为其提供信号,那么就要从信号源取电流。 输入电阻是衡量放大电路从其前级索取电流大小的参数。输入电阻越大,从其前级索取得的电流越小,对前级的影响越小。Ri=Ui / Ii一般来说, Ri越大越好。实验法求输入电阻:Ri= RSnull3.输出电阻 Ro  从放大电路输出端看进去的等效电阻。输出电阻愈小,带载能力愈强。null4.通频带通频带:fbw= fH – fL放大倍数随频率变化曲线通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。 放大电路的通频带宽度应远大于输入信号的通频带。null5.非线性失真系数 D所有谐波总量与基波成分之比,即6.最大不失真输出幅度  在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供  给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰  值(UOPP、IOPP)表示,或有效值表示(Uom 、Iom)。7.最大输出功率与转换效率 输出不产生明显失真的最大输出功率,用符号 Pom表示。 :效率 PV:直流电源消耗的功率null2.2 基本共射放大电路的工作原理一、基本共射放大电路的组成及各元件作用T:NPN 型三极管,为放大元件;VCC:为输出信号提供能量和集电结反向偏置;  RC: iC 通过 Rc,将电流的变化转化为集电极电压的变化,传送到电路的输出端;  VBB 、Rb:为发射结提供正向偏置电压,提供静态基极电流(静态基流)。null放大电路在没有输入信号时的工作状态称为静态工作点。二、设置静态工作点的必要性1.静态工作点定义 (Quiescent Point)静 态工作点Q(直流值)描述:UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQICQ= IBQ对于NPN硅管UBEQ=0.7V,PNP锗管UBEQ=-0.2V2.静态工作点在管子输入、输出特性曲线中的位置:……。3.在电路中如何计算?null4.为什么要设置静态工作点如果不设置合适的静态工作点,电路对输入信号不能线性放大,使输出电压出现失真对放大电路的基本要求:(1)对输入信号能够线性放大。 (2)输出波形不能失真。Q点不仅影响放大电路是否会失真,而且影响放大电路的几乎所有的动态参数。null→△uCE(-△iC×Rc)ui→△uBE→△iB→△iC(b△iB)电压放大倍数:→ uo BCE1.放大原理三、基本共射放大电路的工作原理及波形分析若设置了合适的静态工作点null符号说明基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用,并依靠RC将电流的变化转化成电压的变化来实现的。各电压、电流的波形2.波形分析null四、 放大电路的组成原则1.必须有为放大管提供合适Q点的直流电源。    保证晶体管工作在放大区;场效应管工作在恒流区。2.电阻适当同电源配合,使放大管有合适Q点。3.输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。  对于晶体管能产生△uBE,对于场效应管能产生△uGS,从而改变输出回路的电流,放大输入信号。  4.当负载接入时,必须保证放大管的输出回路的动态电流能够作用于负载,从而使负载获得比输入信号 大得多的信号电流或信号电压。null五、常见的两种共射放大电路1.阻容耦合共射放大电路Q点的计算:IBQ=ICQ  IBQUCEQ=VCC-ICQRcnull2.直接耦合共射放大电路Q点的近似计算:IBQ=ICQ≈ IBQUCEQ=VCC-ICQRc,RL=∞时;UCEQ= ,RL≠∞时 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80, Rb=300k, Rc=2k, VCC= +12V,求: 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80, Rb=300k, Rc=2k, VCC= +12V,求: (1)求放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?(2)当Rb=100k时,求放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?(忽略BJT的饱和压降)解:(1)(2)当Rb=100k时,静态工作点为Q(40μA,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。UCEQ不可能为负值,其最小值也只能为UCES≤0.3V,所以管子饱和,即工作 在饱和区。 例题null复习:1.放大电路的性能指标有哪些?2.放大电路为什么要设置静态工作点?包括哪几个参数?3.如何从计算出来的Q点判断放大电路处于什么工作区?null2.3放大电路的分析方法一、对放大电路分析的任务和分析方法1.分析的任务 直流(静态)分析:讨论静态工作点,必要时分析是否合适,不合适如何改善? 动态分析:讨论电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻等,必要时分析有关波形和波形改善。2.分析方法 近似计算法图解法交流分析 { 图解法微变等效电路分析法直流分析{ 直流分析通过直流通路 交流通路通过交流通路直流分析通过直流通路 交流通路通过交流通路null二、图解法  1.定义:在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况。2.静态工作点的分析(在只给出输出特性曲线时)(1) 先用估算的方法计算输入回路 IBQ、 UBEQ。(2) 用图解法确定输出回路静态值。方法:根据 uCE = VCC - iCRc 式确定两个特殊点,画出直流负载线。null输出回路输出特性  由静态工作点 Q 确定的 ICQ、UCEQ 为静态值。由uCE=VCC-iC×Rc在输出曲线坐标系下画出直流负载线直流负载线的斜率: null 在电路确定后,如果给出输入和输出特性曲线,图解法确定静态工作点的过程为: 利用电路输入回路的元件参数和输入特性曲线确定UBEQ和IBQ;(见书P88图2.3.5a) 利用电路输出回路的元件参数和输出特性曲线确定UCEQ和ICQ。(见书P88图2.3.5b)null  【例】图示单管共射放大电路及输出特性曲线中,已知 Rb = 280 k,Rc = 3 k ,集电极直流电源 VCC = 12 V,试用图解法确定静态工作点。解:首先估算 IBQ做直流负载线,确定 Q 点根据 uCE= VCC – IC Rc令iC = 0,uCE = 12 V ;令uCE = 0,iC = 4 mA 。在输出特性曲线上根据两点作直线为直流负载线。null0iB = 0 µA20 µA 40 µA60 µA80 µA134224681012MIBQ = 40 µA ,ICQ = 2 mA,UCEQ = 6 V.uCE /V由 Q 点确定静态值为:iC /mA直流负载线与IB=40 µA输出线的交点为Q点在输出曲线中的位置,从而 得ICQ和UCEQnull3. 电压放大倍数的图解分析(1) 输出回路的交流通路 输出通路的外电路是 Rc 和 RL 的并联。(2) 交流负载线交流负载线斜率为:J连接Q点和J点的直流为交流负载线。J点与UCEQ的距离为ICQ× null(3) 有关波形(动画3-1)设ui为幅值为 20mV的正弦 波,输入特性 曲线和输出特 性曲线分别如 图所示。null 输出回路工作情况分析null(4) 电压放大倍数  【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输出特性曲线如右图,RL = 3 k 。uCE = (4.5 – 7.5) V = - 3 VuBE = (0.72 – 0.68) V = 0.04 V解:取 iB = (60 – 20) A = 40A则输入、输出特性曲线上有null4.波形非线性失真的分析  (1) 静态工作点过低,引起 iB、iC、uCE 的波形失真ibui结论:iB 波形失真  —— 截止失真nulliC 、 uCE (uo )波形失真NPN 管截止失真时的输出 uo 波形。 uo 波形顶部失真uo = ucenull(2)静态工作点过高引起饱和失真 有关失真波形见书P92图2.3.9。 饱和失真的解决办法:降低静态工作点,最有效的方法是增大Rb使IBQ减小,从而使ICQ减小、UCEQ增大。 (3)静态工作点比较合适,输入信号幅度过大引起双切峰失真 双切峰失真的解决办法:最有效的办法是减小输入信号幅度,或重新 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一个动态范围大的放大电路。 截止失真的解决办法:提高静态工作点,最有效的办法是减小Rb使IBQ增大,从而使ICQ增大、UCEQ减小。null5.用图解法估算最大不失真输出电压幅度(值) 输出波形没有明显失真时能够输出的最大电压,即输出特性的 A、B 所限定的范围。 Q 尽量设在线段 AB 的中点。则 AQ = QB,CD = DE问题:如何求最大不失真输出电压?Uomax=min[(UCEQ-UCES),(UCC/-UCEQ)]思考:由UCEQ值如何求最大不失真输出电压的幅值?输入信号过大会出现哪种失真?null6.用图解法分析电路参数对静态工作点的影响(书P93)(1) 改变 Rb,保持   VCC ,Rc , 不变;Rb 增大,Q 点沿直流负载线下移→ IBQ减小→ ICQ减小→ UCEQ增大;Rb 减小, Q 点沿直流负载线上移→ IBQ减小→ ICQ减小→ UCEQ增大。(2)改变 VCC,保持 Rb,  Rc , 不变;VCC升高,IBQ增大→ICQ增大→UCEQ减小;且直流负载线平行右移→ ICQ略有增大→ UCEQ增大→动态工作范围增大,管子的动态功耗也增大。Q2null(3)改变 Rc,保持 Rb,VCC , 不变;(4)改变 ,保持 Rb,Rc ,VCC 不变;  增大 Rc ,直流负载线斜率改变,则 Q 点向饱和区移近。Q2  增大 ,ICQ 增大,UCEQ 减小,则 Q 点移近饱和区。图 2.4.9 (c)图 2.4.9 (d)null图解法小结  1. 能够形象地显示静态工作点的位置与非线性   失真的关系;   2. 方便估算最大输出幅值的数值;   3. 可直观表示电路参数对静态工作点的影响;   4. 有利于对静态工作点 Q 的检测等; 5.一般用在大信号输入的放大电路分析中。null三、微变等效电路分析法   晶体管在小信号(微变量)情况下工作时,可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线,三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。1.微变等效条件研究的对象仅仅是变化量信号的变化范围很小,适用于对小信号放大电路的分析。(1) h(Hybrid)参数的引出(1) h(Hybrid)参数的引出在小信号情况下,对上两式取全微分得用小信号交流分量表示ube= hieib+ hreuceic= hfeib+ hoeuce管子的双端口如图所示下。2.晶体管共射微变等效电路端口的4个量,选iB、uCE为自变量,uBE和 iC为函数,则输入、输出方程为:(2) h参数的物理意义(书P98)输出端交流短路时的输入电阻;输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数;输入端交流开路时的反向电压传输比(系数);输入端交流开路时的输出电导。其中:四个参数量纲各不相同,故称为混合参数。(2) h参数的物理意义(书P98)hybrid (H参数)(3)管子的h参数微变(小信号)等效电路(3)管子的h参数微变(小信号)等效电路根据可得小信号模型 h参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。  h参数与工作点有关,在放大区基本不变。  h参数都是微变参数,所以只适合对交流信号的分析。(4)简化的h参数微变等效电路(4)简化的h参数微变等效电路即 rbe= hie  = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为 hie=rbe;  hre很小,一般为10-310-4 ,  1/hoe=rce很大,约为100k以上。故一般可忽略它们的影响,得到简化电路 hfe= ,  ib 是受控源 ,且为电流控制电流源(CCCS)。  电流方向与ib的方向是关联的。 (5)h参数的确定(5)h参数的确定   一般用测试仪测出;  rbe 与Q点有关,可用图示仪测出。一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+  ) re对于低频小功率管 rb≈(100-300) null3.放大电路的微变等效电路分析 (适用于小信号放大电路)(1)分析步骤: ①由原理电路画出交流通路; ②由交流通路画出简化微变等效电路; ③由微变等效电路计算交流(动态)性能指标。(2)分析举例null①原理电路②交流通路③微变等效电路及其性能指标的计算根据根据则电压增益为(可作为公式)A.求电压放大倍数(电压增益)③微变等效电路④求性能指标B.求输入电阻B.求输入电阻C.求输出电阻nullD.当信号源有内阻时源电压放大倍数的求解Ri为放大电路的输入电阻null解(1)求Q点,作直流通路(1)试求该电路的静态工作点; (2)画出简化的小信号等效电路; (3)求该电路的电压增益AV, 输出电阻Ro、输入电阻Ri。 例 如图,已知BJT的β=100,UBE=-0.7V。(3) 求电压增益(2) 画出小信号等效电路(3) 求电压增益=200+(1+100)26/4 =865欧(4) 求输入电阻(4) 求输入电阻(5) 求输出电阻Ro = Rc = 2K(6)非线性失真判断由于UCEQ不是VCC的一半,则当输入信号幅度过大时会使uo波形出现底部失真即截止失真。 基极电流太小,应减小基极电阻。null 等效电路法的步骤(归纳)  1. 首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点 Q 。   2. 求出静态工作点处的微变等效电路参数  和 rbe 。   3. 画出放大电路的微变等效电路。可先画出三极管的等效电路,然后画出放大电路其余部分的交流通路。   4. 列出电路方程并求解。null2.4 放大电路静态工作点的稳定一、静态工作点不稳定的因素 三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管  子参数的影响主要表现有: (1) UBE 改变。UBE 的温度系数约为 –2 mV/C,即温度  每升高 1C,UBE 约下降 2 mV 。 (2) 改变。温度每升高 1C,  值约增加 0.5% ~ 1 %,    温度系数分散性较大。 (3)ICBO 改变。温度每升高 10C ,ICBQ 大致将增加一  倍,说明 ICBQ 将随温度按指数规律上升;ICBO使ICEO变化。1.因素:环境温度变化,电源电压波动、元件老化。 2.温度变化对Q点的影响null温度升高将导致 IC 增大,Q 上移。波形容易出现 饱和失真。T = 20 C T = 50 C图 2.4.1 晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线null二、Q点稳定措施和典型电路1.Q点稳定措施:电路中引入直流负反馈或温度补偿 使IBQ在温度变化时与ICQ产生相反的变化。2.Q点稳定的典型电路(1)电流负反馈式偏置电路① 原理电路null  所以 UBQ 不随温度变化,——电流负反馈式工作点稳定电路  T   ICQ   IEQ   UEQ   UBEQ (= UBQ – UEQ)      IBQ   ICQ ② Q点稳定原理(以阻容耦合电路为例)由于 IR >> IBQ, 可得(估算)null③ 静态工作点的估算由于 IR >> IBQ, 可得(估算)静态基极电流Q点的计算也可采用下述方法: 将基极外电路用戴维南等效为VBB与Rb串联的形式,然后计算出IBQ→IEQ →ICQ →UCEQnull④动态参数的估算null如无旁路电容,动态参数如何计算?图中的电压、电流均应用有效值相量null(2)电压负反馈式偏置电路 ① 原理电路② Q点的计算 IBQ=….. UCQ=….. 联合求解③ Q点稳定原理 T↑→IC↑→UC↓→IB↓ IC↓ ←null(3)混合负反馈偏置电路null(4)温度补偿措施 a利用二极管的反向特性进行温度补偿图2.4.5静态工作点稳定电路  b利用二极管的正向特性进行温度补偿null复习:1.如何用图解法求静态工作点?2.NPN管共射放大电路Q点设置太低,输出电压将会如何?如何调节?3.直流通路、交流通路如何绘制?4.BJT的h参数等效模型如何?基射极等效电阻如何计算?6.为什么要稳定静态工作点?如何稳定?典型电路1静态和动态的计算。5.共射放大电路静态、动态分析null2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法(交流)一、三种基本接法共射组态 CE:信号由b极输入,信号由c极输出,信号公共电极e。共集组态 CC:信号由b极输入,信号由极e输出,信号公共电极 c。共基组态 CB:信号由e 极输入,信号由c极输出,信号公共电极b 。二、基本共集放大电路图 2.5.1 基本共集放大电路(a)电路1.原理电路null2.静态工作点的计算由基极回路求得静态基极电流则(a)电路图 图 2.5.1 共集电极放大电路null3.动态分析所以(2)电压放大倍数  结论:电压放大倍数恒小于 1,而接近 1,且输出电压与输入电压同相,又称射极跟随器。电流放大倍数远大于1。(1)电流放大倍数null(3)输入电阻输入电阻较大。Ri=Ri′//Rbnull(4)输出电阻 输出电阻低,故带载能力比较强。图 2.5.3 共集放大电路的输出电阻如输出端加上发射极电阻Re如输出端无发射极电阻Renull4.共集电极放大电路的特点(1)输出电压与输入电压相位相同;(2)电压放大倍数稍小于1,即无电压放大作用;(3)电流放大倍数为(1+β)远大于1,即由电流放大作用;(4)输入电阻高,可以起隔离作用,可作多级放大电路的第一级或中间级;(5)输出电阻低,带负载能力强;可作多级放大电路输出级。null三、共基极放大电路图 2.5.4 共基极放大电路(a)原理电路  VEE 保证发射结正偏;VCC 保证集电结反偏;三极管工作在放大区。(b)实际电路  实际电路采用一个电源 VCC ,用 Rb1、Rb2 分压提供基极正偏电压。1.原理电路null2.静态工作点计算(IBQ , ICQ , UCEQ)图 2.5.4(c)实际电路null(1)电流放大倍数微变等效电路由图可得:所以  由于  小于 1 而近似等于 1 ,所以共基极放大电路 没有电流放大作用。图 2.5.4 (C)共基极放大电路的等效电路3.动态性能指标计算null(2)电压放大倍数由微变等效电路可得  共基极放大电路没有电流放大作用,但是具有电压放大作用。电压放大倍数与共射电路相等,但没有负号,说明该电路输入、输出信号同相位。一般用在高频场合,低频场合很少使用。null(3)输入电阻暂不考虑电阻 Re 的作用(4)输出电阻暂不考虑电阻 RC 的作用 Ro = rcb . 已知共射输出电阻 rce ,而 rcb 比 rce大 得多,可认为rcb  (1 + )rce  如果考虑集电极负载电阻,则共基极放大电路的输  出电阻为Ro = Rc // rcb  Rc如考虑电阻 Re 的作用null四、三种基本组态的比较null四、三种基本组态的比较null例1 如图属于何种组态?其输出电压的波形是否正确?若有错,请改正。解 共集电极组态不正确。null例2 电路如图题所示,BJT的 电流放大系数为β,输入电阻为rbe, 略去了偏置电路。试求下列三种情况下 的电压增益AV、输入电阻Ri和输出电阻RO ①vs2=0,从集电极输出; ②vs1=0,从集电极输出; ③vs2=0,从发射极输出。解 ①  共发射极接法null②共基极组态Ro  RCvs1=0,从集电极输出null共集电极组态vs2=0,从发射极输出null1.定义:用复合管作为放大器件的电路叫….。2.复合管的组成2.6 晶体管基本放大电路的派生电路一、复合管放大电路(1)定义:由两只或两只以上的管子,经电极之间是的连接对外等效一只管子的连接电路称为复合管。(2)组成原则: 串接处电极电流流向一致;并接处电极电流对节点的流向一致;外加电源后每只管子发射结正向电压,集电结反向电压。(3)连接举例nullnull3.复合管的类型和电流放大系数  值由图可见iB1(1)类型 复合管的类型由第一只管子决定。(2)复合管的电流放大系数null则4.复合管输入电阻 rbe其中所以显然,、rbe 均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。null二、复合管共射放大电路图2.6.2 阻容耦合复合管共射放大电路电压放大倍数与没用复合管时相当,但输入电阻大大增加,增强了电流放大能力。1.原理电路null2.Q点的计算null3.动态分析(1)微变等效电路(2)电压放大倍数null(3)输入电阻(4)输出电阻Ro=Rcnull三、复合管共集放大电路图2.6.3 阻容耦合复合管共集放大电路复合管共集放大电路使输入电阻大大增加,输出电阻大大减小。 null四、共射-共基放大电路交流通路特点:电路的输入电阻较大,具有一定的电   压放大能力,有较宽的通频带。图2.6.4 共射-共基放大电路的交流通路null五、共集-共基放大电路交流通路图2.6.5 共集-共基放大电路的交流通路输入电阻较大,具有一定的电压放大能力,有较宽的通频带。null2.7 场效应管放大电路场效应管是电压控制电流元件,具有高输入阻抗。一、场效应管放大电路的三种接法(以N沟道结型场效应管为例)null二、场效应管放大电路的静态工作点的分析图 2.7.2 基本共源放大电路与双极型三极管对应关系b  G , e  S , c  D 为了使场效应管工作在恒流区实现放大作用,应满足: N 沟道增强型 MOS 场效应管组成的放大电路。(UT:开启电压,又记作UGS(th))1.基本共源放大电路(原理偏置电路)null静态分析-- UGSQ 、 IDQ  UDSQ两种方法近似估算法图解法 (1) 近似估算法  MOS 管栅极电流为零,当 uI = 0 时UGSQ = VGG而 iD 与 uGS 之间近似满足(当 uGS > UGS(th))式中 IDO 为 uGS = 2UGS(th) 时的值。则静态漏极电流为null (2) 图解法图 2.7.3 图解法求基本共源放大电路的 静态工作点VDDIDQUDSQQ利用式 uDS = VDD - iDRD 画出直流负载线。直流负载线与uGS=UGSQ输出 曲线的交点为Q点,由Q点得 IDQ 、UDSQ 。nullUGSQ =UDSQ =已知UP 或 UGS(Off) VDD- IDQ (Rd + R )- -IDQR可解出Q点的UGS Q、 IDQ 、 UDSQ 如知道FET的特性曲线,也可采用图解法。2.共源自给偏压电路耗尽型MOS管自给偏压共源电路的分析方法相同。null3.共源分压式偏置电路(1)Q点近似估算法根据输入回路列方程解联立方程求出 UGSQ 和 IDQ。列输出回路方程求 UDSQUDSQ = VDD – IDQ(RD + RS)将IDQ 代入,求出UDSQ给出IDO和UGS(th)null(2)Q点的图解法由式在转移特性曲线上可做出一条直线即输入回路直流负载线,该直线与转移特性曲线的交点为Q点,由Q点得IDQUGSQ。null根据漏极回路方程  在漏极特性曲线上做输出回路直流负载线, 与 uGS = UGSQ 的交点确定 Q,由 Q 确定 UDSQ 值。UDSQuDS = VDD – iD(RD + RS)VDDQIDQQIDQUGSQUGQnull三、场效应管放大电路的动态分析iD 的全微分为上式中定义:—— 场效应管的跨导(毫西门子 mS)。—— 场效应管漏源之间等效电阻。1.场效应管的低频小信号等效模型(1)低频等效电路null如果输入正弦信号,则可用相量代替上式中的变量。成为:根据上式做等效电路如图所示。图 2.7.6 MOS管的低频小信号等效模型由于没有栅极电流,所以栅源是悬空的。null(2)微变参数 gm 和 rDS①根据定义通过在特性曲线上作图方法中求得。②用求导的方法计算 gm,对增强型MOS管在 Q 点附近,可用 IDQ 表示上式中 iD,则  一般 gm 约为 0.1 至 20 mS。 rDS 为几百千欧的数量级。当 RD 比 rDS 小得多时,可认为等效电路的 rDS 开路。对结型管和耗尽型MOS管:null2.共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的等效电路将 rDS 开路而所以输出电阻Ro = RDMOS 管输入电阻高达 109 。 (1)基本共源放大电路动态分析null(2)分压式偏置电路的动态分析等效电路如图所示,由图可知:电压放大倍数输入、输出电阻分别为null四、共漏放大电路——源极输出器或源极跟随器图 2.7.9基本共漏放大电路  典型电路如右图所示。1.静态分析分析方法与“分压-自偏压式共源电路”类似,可采用估算法和图解法。null2.动态分析 (1)电压放大倍数图 2.7.10 微变等效电路而所以(2)输入电阻Ri = RG + ( R1 // R2 )null(3)输出电阻图 2.7.11 微变等效电路因输入端短路,故则所以实际工作中经常使用的是共源、共漏组态。null五、场效应管放大电路的特点1. 场效应管是电压控制元件; 2. 栅极几乎不取用电流,输入电阻非常高; 3. 一种极性的载流子导电,噪声小,受外界温度及    辐射影响小; 4. 制造工艺简单,有利于大规模集成; 5. 存放管子应将栅源极短路,焊接时烙铁外壳应接   地良好,防止漏电击穿管子; 6. 跨导较小,电压放大倍数一般比三极管低。
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格式:ppt
大小:3MB
软件:PowerPoint
页数:0
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上传时间:2010-03-14
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