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1、3.3 多级放大电路 2.4 场效应管 3.4 场效应管放大电路,1.共集电极放大电路的放大倍数等于 。 2.共集电极放大电路又称 。 3.共集电极放大电路的输入与输出 相。 4.能否说共集电极放大电路没有放大功能？ 5.共集电极放大电路的 ri 比共发射极放大电路 的 ri 。 6.共集电极放大电路的 ro 比共发射极放大电路 的 ro 。 7.射极输出器的带负载能力 ，常用于 。 8.多级放大电路电压放大倍数等于 。 9.直接耦合和间接耦合的定义和特点 。 10.多级放大电路的输入、输出电阻分别等于 。,实际应用中，放大电路的输入信号通常很微弱（毫伏或微伏数量级），为了使放大后的信号能够驱
2、动负载，仅仅通过单级放大电路进行信号放大，很难达到实际要求，常常需要采用多级放大电路。,3.3 多级放大电路,多级放大电路是指两个或两个以上的单级放大电路所组成的电路，每个基本放大电路称为级。,(1)直接耦合,前一级的输出端直接连接到后一级的输入端,RC1 既是第一级的 , 又是第二级的 .,T1 管的Q点靠近 区，容易引起 失真。,RE2的接入会使第二级的电压放大倍数 .,集电极电阻,基极电阻,饱和,饱和,大大下降,1 多级放大电路的耦合方式,（1）各级放大电路的静态工作点相互影响，不利于电路的设计、调试和维修。,直接耦合电路的特点：,（2）具有良好的低频特性，可以放大直流和变化缓慢的信号;
3、,直接耦合电路的特点：,（3）电路中没有大的耦合电容，易于集成化;,(2) 阻容耦合,各单级放大电路之间通过隔直耦合电容连接。,阻容耦合多级放大电路具有以下特点：,（1）前后级的静态工作点相互独立，互不影响，利于放大器的设计、调试和维修。,（2）具有良好的高频特性，适合传递具有一定频率的交流信号。,（3）在集成电路中，不易制作大容量的电容，因此阻容耦合放大电路不便于做成集成电路。,2 多级放大电路性能指标的估算,(1)静态工作点的计算,各级的Q点用各级的直流通路来计算，方法与单级相同。,(2) 电压放大倍数的计算,(3) 输入电阻和输出电阻,f,Au,fH,fL,0,(4) 多级放大电路的幅频
4、特性,幅频特性:,电压放大倍数的大小随输入信号的频率而变的特性,多级放大电路的通频带窄于组成它的任一单级放大电路的通频带。,f,Au,fH1,fL1,fL,fH,1. 多级放大电路的下限频率高于组成它的任一单级放大电路的下限频率； 2.多级放大电路的上限频率低于组成它的任一单级放大电路的上限频率；,设：1=2=100，VBE1=VBE2=0.7 V。,举例1：两级放大电路如下图示，求Q、Au,解：,（1）求静态工作点,(2) 求电压放大倍数,三极管的输入电阻,2.4 场效应管,三极管的电流分配关系： 。 三极管属于 控制 元件。,而场效应管则属于电压控制电流元件。,FET（field effe
5、ct transistor）,N,G 栅极,S 源极,D 漏极,1 结型场效应管的结构,导电沟道,N沟道,N型硅棒,两侧是P区,P,G 栅极,S 源极,D 漏极,P型硅棒,两侧是N区,P 沟道,导电沟道,符号：,N 沟 道,P 沟 道,2.工作原理（以N沟道为例）,(1) uGS 对导电沟道的影响,(教材P31 图2-18),夹断电压UP：导电沟道被夹断时的栅源电压,(uDS =0时),(2) uDS 对iD的影响,电位从D到S逐渐降低，GD间反向电压最大，GS间最小，沟道宽度不均匀，呈楔形。,uDS 增加, iD增大,N,G,D,uDS,iD,+,-,S,(UPuGS 0时),uDS继续增大
6、，出现预夹断,-,+,iD由未被夹断区中的载流子形成，不再增大，呈恒流特性,夹断区向下延伸,N,S,D,G,当uGS = 0 时,此时沟道较宽，沟道电阻较小，漏极电流 iD 最大.,(3)uDS 0且恒定时, uGS 对iD的控制作用,N,S,D,G,当uGS 0 时,由于uGS 0，PN结（ ），耗尽层（ ）； 导致沟道变窄，沟道电阻增大， iD 减小；,反偏 变宽,(IG0),N,S,D,G,当uGS = UGS(off) （夹断电压）时；,沟道被夹断，漏极电流iD= 0.,(IG0),3.结型场效应管的特性曲线,（1）转移特性曲线,（一定uDS下，iD uGS曲线）,饱和漏极电流,uGS
7、 (V ),iD (mA),uDS=12V,UGS(off),夹断电压,IDSS,（2）输出特性曲线,夹断区,iD0,（一定uGS下，iD uDS曲线）,（可做非接触型高速开关）,可变电阻区,当uGS为某一定值时，iD随uDS线性增大，场效应管可看成电阻,uGS越负,等效电阻越大,(受uGS控制的可变电阻器),受控性：iD 受 uGS 控制,恒流性：iD 不受uDS 影响,(可做放大器和恒流源),恒流区,击穿区,uGS 很小的变化能引起iD较大的变化,用低频跨导gm来描述栅源电压对漏极电流的控制作用,结型场效应管的缺点：,1.栅源极间的电阻虽然可达107以上，但在某些场合仍嫌不够高。,3.栅源
8、极间的PN结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。,绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题,2.在高温下，PN结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。,由于漏极电流受栅源电压的控制，故称场效应管为电压控制元件。,4 绝缘栅场效应管,又称MOS管,（Metal-Oxide-Semiconductor type Field Effect Transistor),分为 增强型 N沟道、P沟道 耗尽型 N沟道、P沟道,(1) N沟道增强型管的结构,漏极D,栅极G,源极S,符号：,(2) N沟道增强型管的工作原理,由结构图可见，N+型漏区和N+型源区之间被P型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN结
9、。,当栅源电压UGS = 0 时，不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其中总有一个PN结是反向偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零。,当UGS 0 时，P型衬底中的电子受到电场力的吸引到达表层，填补空穴形成负离子的耗尽层；,N型导电沟道,在漏极电源的作用下将产生漏极电流ID，管子导通。,当UGS UGS（th）时，出现N型导电沟道，将D-S连接起来。UGS愈高，导电沟道愈宽。,N型导电沟道,当UGS UGS(th）后，场效应管才形成导电沟道，开始导通，若漏源之间加上一定的电压UDS，则有漏极电流ID产生。在一定的UDS下漏极电流ID的大小与栅源电压UGS有关。所以，场效应管是一种电压控制电
10、流的器件。,在一定的漏源电压UDS下，使管子由不导通变为导通的临界栅源电压称为开启电压UGS(th）。,符号：,结构,(3) P沟道增强型,SiO2绝缘层,加电压才形成 P型导电沟道,增强型场效应管只有当UGS UGS(th）时才形成导电沟道。,场效应管与晶体管的比较,类 型 NPN和PNP N沟道和P沟道,放大参数,C、E 一般不可倒置使用,D、S可倒置使用,3.4 场效应管放大电路,场效应管同三极管一样，具有放大作用。它也可以构成各种组态的放大电路，共源极、共漏极、共栅极放大电路。场效应管由于具有输入阻抗高、温度稳定性能好、低噪声、低功耗等特点，其所构成的放大电路有着独特的优点，应用越来越
11、广泛。,场效应管放大电路的构成 场效应管是一个电压控制器件，在构成放大电路时，为了实现信号不失真的放大，与三极管放大电路一样也需要一个合适的静态工作点Q，但它不需要偏置电流，而是需要一个合适的栅源极偏置电压UGS。 场效应管放大电路常用的偏置电路主要有两种：自给偏压电路和分压式偏置电路。,自给偏压共源放大电路,(1)静态分析,G,S,D,Rs在为栅极和源极提供反向电压UGS,场效应管的栅极G和源极S之间电阻很大，电压为ugs，电流近似为0，可视为（ ）。漏极D和源极S之间等效为一个（ ）。,(2)动态分析,场效应管的栅极和源极之间电阻很大，电压为ugs，电流近似为0，可视为开路。漏极和源极之间
12、等效为一个受电压ugs控制的电流源。,请画出自给偏压电路的微变等效电路：,由此可求电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,已知：gm= 0.3mA/V，IDSS= 3mA UP= 2V 求该电路的静态工作点。,UDS=VDDID(Rd+RS)=8.31V,+ ui ,C1,0.01u,Q,Rg,10M,Rs,2K,Rd,15K,RL,18K,C2,0.1u,C3,10u,VDD,18V,+ uo ,解：静态分析,UGS=IDRS,ID= IDSS1(UGS / UP)2,代入参数得：,3ID2-7ID+3=0,ID1=0.57mA , ID2=1.77mA,（不合理，舍去）,UGS=1.14V ,预习：4.2 直流放大电路,作业：P63 3-18,
