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1、基本放大电路的组成及工作原理基本放大电路的组成及工作原理放大电路分析放大电路分析场效应管场效应管静态分析静态分析动态分析动态分析射极输出器射极输出器差动放大电路差动放大电路功放电路功放电路静态工作点的稳定静态工作点的稳定多级放大电路多级放大电路负反馈负反馈1 2-6 场效应管放大电路场效应管放大电路 场效应管：场效应管： 输入电阻高（电压控制型器件），稳定性好输入电阻高（电压控制型器件），稳定性好 结型场效应管结型场效应管 绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管 2一、绝缘栅型场效应管（一、绝缘栅型场效应管（MOS管）管）Metal-Oxide Semiconductor ( 金属氧化物半导体金属氧
2、化物半导体 )31、 N沟道增强型绝缘栅型场效应管沟道增强型绝缘栅型场效应管P型硅衬底型硅衬底SGD(1) 结构及原理结构及原理以以P型硅为衬底，在其表面上覆盖一层型硅为衬底，在其表面上覆盖一层SiO2 作绝缘作绝缘层，再在该层上刻出两个窗口，形成两个高掺杂的层，再在该层上刻出两个窗口，形成两个高掺杂的N型区（用型区（用N+表示）表示）在两个在两个N型区上分别引出源极型区上分别引出源极S和漏极和漏极D，同时在同时在D与与S之间的之间的SiO2 表面制作一个金属电极表面制作一个金属电极栅极栅极GSiO2 层层GSD栅栅Gate漏漏Drain源源Source4当当 UGS =0时，无论加上什么样的
3、时，无论加上什么样的UDS ，D、S之间总有一之间总有一个个PN结反偏，因此结反偏，因此 ID=0GSD显而易见，显而易见，D、S之间形成了两个背靠背的之间形成了两个背靠背的PN结结IDSDNPNP型硅衬底型硅衬底SGDSDNPN5当当 UDS =0， UGS 0 时，栅极时，栅极的金属板与的金属板与P型硅衬底型硅衬底之间之间形成了一形成了一平板电容器平板电容器。由于绝缘层（由于绝缘层（ SiO2）很薄，很小的很薄，很小的UGS 就能产生很强的就能产生很强的电场（方向垂直向下），电场（方向垂直向下），该电场吸引该电场吸引P型硅衬底中的电子型硅衬底中的电子（少子）到表层（少子）到表层，与空穴复合
4、形成由负离子组成的，与空穴复合形成由负离子组成的耗尽层耗尽层 P型硅衬底型硅衬底SGD耗尽层耗尽层 _6P型硅衬底型硅衬底SGD_耗尽层耗尽层 如果增强如果增强UGS 即增强电场，由于吸引了更多的电子，即增强电场，由于吸引了更多的电子，在耗尽层与在耗尽层与SiO2之间形成一个之间形成一个N型层型层反型层反型层该反型层即为该反型层即为沟通源区与漏区的沟通源区与漏区的N型导电沟道。型导电沟道。把把开始形成导电沟道时所需的开始形成导电沟道时所需的UGS 称为开启电压称为开启电压UGS （th)N沟道沟道 7P型硅衬底型硅衬底SGDN沟道沟道 导电沟道形成后，加上一定的导电沟道形成后，加上一定的UDS
5、 将将产生产生ID （管子导通）管子导通）ID注意此时注意此时IG =0IG8A、转移特性曲线转移特性曲线（2） 特性曲线特性曲线UGS（V）ID/mAUDS=常数常数2UGS（th）无无有沟道有沟道481216GSDID9UGS（V）ID/mAUDS=常数常数2UGS（th）481216UGS 对对ID 控制作用可用控制作用可用 gm 表示表示gm 称为场效应管的跨导称为场效应管的跨导UGS对对ID的控制能力。的控制能力。 即为曲线上即为曲线上工作点的切线的斜率工作点的切线的斜率10B、输出特性曲线输出特性曲线UGS=3V4V5V6VUDS / VID/mA4812164812I区区II 区
6、区II 区为放大区区为放大区GSDID112、 N沟道耗尽型绝缘栅型场效应管沟道耗尽型绝缘栅型场效应管GSDP型硅衬底型硅衬底SGD+ +N沟道沟道通过一定工艺使管子通过一定工艺使管子本身就具有一定的导电沟道本身就具有一定的导电沟道12转移特性曲线转移特性曲线UGS/VID/mAUGS（off）-4IDSSUGS（off）夹断电压夹断电压 IDSS零偏电流零偏电流该类该类管子一般工作在负栅源电压管子一般工作在负栅源电压(UGS(off) UGS0) 状态下状态下GSD13输出特性曲线输出特性曲线UGS=0V-1V1V2VUDS / VID/mA4812164812I区区II 区区II 区为放大
7、区区为放大区14增强型与耗尽型的区别：有无原始导电沟道增强型与耗尽型的区别：有无原始导电沟道UGS/VID/mAUGS（off）-4IDSSGSDUGS（th）UGS（V）ID/mA2481216GSD15P沟道型场效应管则采用沟道型场效应管则采用N型硅作衬底，型硅作衬底， 原理完全类似于原理完全类似于N型场效应管型场效应管16GSDP沟道增强型沟道增强型GSDP沟道耗尽型沟道耗尽型UGSIDUGS（th）UGSIDUGS（off）IDSS17双极型；双极型； 单极型单极型流控；流控； 压控压控输入电阻输入电阻 低；低； 高高热稳定性热稳定性 差；差； 好好三极管与场效应管的比较：三极管与场效
8、应管的比较：三极管三极管 场效应管场效应管182.6.2 场效应管放大电路场效应管放大电路共源共源 (共射共射 )共漏共漏 (共集共集 )BECGSDG BS ED C 19GSD一般将衬底和一般将衬底和 S 极相连极相连GSDP型硅衬底型硅衬底SGD201、静态工作点的设置、静态工作点的设置（1）自给偏置电路）自给偏置电路RG 上没有电流，上没有电流，很显然，该电路只适用于耗尽型场效应管。很显然，该电路只适用于耗尽型场效应管。对于对于增强型绝缘栅场效应管，其增强型绝缘栅场效应管，其UGS必须大于零，因必须大于零，因此无法采用该电路此无法采用该电路+GSD21（2）分压式偏置电路）分压式偏置电
9、路 RG1、 RG2 是分压电阻，加入是分压电阻，加入 RG 是为了提高输入电阻是为了提高输入电阻+GSD22+GSD232、动态分析、动态分析+GSD24GSD+_ugsuds+_idgmugsDudsGS+_ugs+id_场效应管的输入端可看作开路，输出端场效应管的输入端可看作开路，输出端 id=gmugs25GDS+GSD26GDSGDS27GDS28如果没有旁路电容？如果没有旁路电容？+GSD29GDSGSD30GDS31 2.7 多级放大电路及频率特性多级放大电路及频率特性耦合耦合级与级之间的联接方式级与级之间的联接方式2.7.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式变压器耦
10、合变压器耦合阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合321、阻容耦合、阻容耦合+_+RB1RB2RC1+RC2+332、直接耦合、直接耦合特点：特点：适合放大变化缓慢的信号，易于集成。适合放大变化缓慢的信号，易于集成。但存在问题要克服但存在问题要克服RC1RC2341、静态分析、静态分析二、阻容耦合电路的分析二、阻容耦合电路的分析+_+RB1RB2RC1+RC2+由于电容的隔直作用，各级单独分析由于电容的隔直作用，各级单独分析35+_+RB1RB2RC1+RC2+第一级：第一级：第二级的分析完全类似于第一级第二级的分析完全类似于第一级362、动态分析、动态分析Au1Au2推广到多级：推广到多级：37*
11、 在计算每一级的放大倍数时，要考虑前后级的相互影响在计算每一级的放大倍数时，要考虑前后级的相互影响注意：注意：38Au239Au1Au2+_级间关系级间关系 后级的后级的ri等效为前级的等效为前级的RL +_ri2_40+_+RB1RB2RC1+RC2+_+41先由先由各级的静态值计算出各级的静态值计算出 rbe1 和和 rbe2第二级的输入电阻为第二级的输入电阻为+_+_42+_+_43+_+_44三、阻容耦合电路的频率特性三、阻容耦合电路的频率特性耦合、旁路电容（较大）耦合、旁路电容（较大）PN结电容、连线间的分布电容结电容、连线间的分布电容 （较小）（较小）电路中电路中的电容的电容BCE
12、TNPN型型BCE45（幅频特性）（幅频特性）（相频特性）（相频特性）频率特性频率特性46三个频段：中频段、高频段、低频段三个频段：中频段、高频段、低频段中：中：大电容视为短路大电容视为短路，小电容视为开路小电容视为开路，Au基本与基本与 f 无关无关低：低： 大电容大电容不可忽略，不可忽略，小电容仍视为开路小电容仍视为开路高：高：大电容视为短路大电容视为短路，小电容不可忽略，小电容不可忽略47表征放大电路频率特性的重要指标表征放大电路频率特性的重要指标 48频率失真：输入信号中含有各种谐波分量时，若频率失真：输入信号中含有各种谐波分量时，若谐波频率超过通频带，则必然产生失真。谐波频率超过通频带，则必然产生失真。49
