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1、本章是后面各章的基础，是学习的重点之一。主要内容如下本章是后面各章的基础，是学习的重点之一。主要内容如下: :一、双极型三极管一、双极型三极管作用：作用：具有电流放大作用。（条件）具有电流放大作用。（条件）电流分配关系：电流分配关系：本章小结本章小结IE = IC + IBIC =IB放大的特征：放大的特征：是电流控制器件。是电流控制器件。主要参数主要参数:、ICBO 、ICEO 、ICM 、PCM 、U(BR)CEO 、fT 三个工作区：饱和、放大、截止。三个工作区：饱和、放大、截止。二、放大的概念二、放大的概念放大的对象：放大的对象：在电子电路中，放大的对象是变化量，常用的在电子电路中，放
2、大的对象是变化量，常用的测试信号是正弦波。测试信号是正弦波。放大的本质：放大的本质：是在输入信号的作用下，通过有源元件是在输入信号的作用下，通过有源元件( (晶体管晶体管或场效应管或场效应管) )对直流电源的能量进行控制和转换，使负载从电对直流电源的能量进行控制和转换，使负载从电源中获得的输出信号能量，比信号源向放大电路提供的能量大源中获得的输出信号能量，比信号源向放大电路提供的能量大得多。得多。放大的特征：放大的特征：表现为输出电压大于输入电压，输出电流大于表现为输出电压大于输入电压，输出电流大于输入电流，或者二者兼而有之；是功率放大。输入电流，或者二者兼而有之；是功率放大。放大的前提：放大
3、的前提：是不失真是不失真, ,换言之。换言之。本章小结本章小结三、放大电路的组成原则三、放大电路的组成原则1.1.放大电路的核心元件：放大电路的核心元件：是有源元件，即晶体管或场效应管。是有源元件，即晶体管或场效应管。2.2.直流电源电压：直流电源电压：数值、极性的设置要正确。数值、极性的设置要正确。3.3.电路参数：电路参数：应保证晶体管工作在放大区、场效应管工作在应保证晶体管工作在放大区、场效应管工作在恒流区，即建立起合适的静态工作点恒流区，即建立起合适的静态工作点, ,保证电路不失真。保证电路不失真。4.4.输入信号：输入信号：应能够有效地作用于有源元件的输入回路，输应能够有效地作用于有
4、源元件的输入回路，输出信号能够作用于负载之上。出信号能够作用于负载之上。本章小结本章小结四、放大电路的主要性能指标四、放大电路的主要性能指标1.1.增益增益A：输出变化量幅值与输入变化量幅值之比，或二者的输出变化量幅值与输入变化量幅值之比，或二者的正弦交流值之比，用以衡量电路的放大能力。正弦交流值之比，用以衡量电路的放大能力。2.2.输入入电阻阻Ri: :从从输入端看入端看进去的等效去的等效电阻阻，反映放大反映放大电路从路从信号源索取信号源索取电流的大流的大小小。3.3.输出出电阻阻R。: :从从输出端看出端看进去的等效去的等效输出信号源的内阻出信号源的内阻，说明放大明放大电路的路的带负载能力
5、。能力。4.4.最大不失最大不失输出出电压Um: :未未产生截止失真和生截止失真和饱和失真和失真时，最大最大输出信号的正弦有效出信号的正弦有效值( (或峰或峰值) )。5.5.下限、上限截止下限、上限截止频率率fL和和fH、通通频带BW: :均均为频率响率响应参数参数, ,反映反映电路路对信号信号频率的适率的适应能力能力, ,见第五章。第五章。6.6.最大最大输出功率出功率Pm和效率和效率: :及及衡量在衡量在输出波形基本不失真情况出波形基本不失真情况下下负载能能够从从电路路获得的最大功率得的最大功率, ,及及电源源为此此应提供的功率。提供的功率。本章小结本章小结五五、放大、放大电路的分析方法
6、路的分析方法1.1.静静态分析分析：就是求解静就是求解静态工作点工作点Q，在在输入信号入信号为零零时，晶体管晶体管（和和场效效应管管）各各电极极间的的电流与流与电压就是就是Q点。可点。可用用解析解析法或法或图解法求解。解法求解。2.2.动态分析分析：就是求解各就是求解各动态参数和分析参数和分析输出波形。通常出波形。通常, ,利利用用h参数等效参数等效电路路计算算小小信号作用信号作用时的的Au、Ri和和Ro，利用利用图解解法分析法分析UOm和失真情况。和失真情况。放大放大电路的分析路的分析应遵循遵循“先静先静态、后、后动态 的原的原则：只有静只有静态工作点合适工作点合适, ,动态分析才有意分析才
7、有意义；Q点点不但影响不但影响电路路输出是否失真出是否失真，而且与而且与动态参数密切相关。参数密切相关。 本章小结本章小结六六、晶体管（和场效应管）晶体管（和场效应管）放大放大电路路晶体管基本放大晶体管基本放大电路有共射、共集、共基三种接法。路有共射、共集、共基三种接法。1.1.共射放大共射放大电路路：即有即有电流放大作用又有流放大作用又有电压放大作用放大作用，输入入电阻居三种阻居三种电路之中路之中，输出出电阻阻较大大，适用于一般放大。适用于一般放大。2.2.共集放大共集放大电路路：只放大只放大电流不放大流不放大电压，因因输入入电阻高而阻高而常做常做为多多级放大放大电路的路的输入入级，因因输出
8、出电阻低而常做阻低而常做为多多级放大放大电路的路的输出出级，因因电压增益增益接近接近1 1而用于信号的跟随。而用于信号的跟随。3.3.共基共基电路路：只放大只放大电压不放大不放大电流流，输入入电阻阻小小, ,高高频特性特性好好, ,适用于适用于宽频带放大放大电路。路。场效效应管放大管放大电路路：有：有共源、共漏共源、共漏、共栅、共栅接法与晶体管放大接法与晶体管放大电路的共射、共集路的共射、共集、共基接法相共基接法相对应，但但其其输入入电阻高、噪阻高、噪声系数低、声系数低、电压增益小增益小，适用于做适用于做电压放大放大电路的路的输入入级。 本章小结本章小结七七、基本放大、基本放大电路的派生路的派
9、生电路路在基本放大在基本放大电路不能路不能满足性能要求足性能要求时, ,可将放大管采用复可将放大管采用复合管合管结构或两种接法构或两种接法结结合的方式构成放大合的方式构成放大电路路；复合管复合管结构构：可使等效管的可使等效管的电流放大系数流放大系数为为各管之各管之积；两种接法两种接法结结合的放大合的放大电路路：可集中两种接法的可集中两种接法的优点于一点于一个个电路。路。本章小结本章小结学完本章希望能学完本章希望能够达到以下要求达到以下要求: :(1)(1)掌握以下基本概念和定掌握以下基本概念和定义: :放大、静放大、静态工作点、工作点、饱和失真与截止失真、直流通路与交流通和失真与截止失真、直流
10、通路与交流通路、直流路、直流负载线与交流与交流负载线、h h参数等效模型、放大倍数、参数等效模型、放大倍数、输入入电阻和阻和输出出电阻、最大不失真阻、最大不失真输出出电压、静、静态工作点的工作点的稳定。定。(2)(2)掌握掌握组成放大成放大电路的原路的原则和各种放大和各种放大电路的工作原理及特点路的工作原理及特点, ,理解派生理解派生电路的特点路的特点, ,能能够根据具体要求根据具体要求选择电路的路的类型。型。(3)(3)掌握放大掌握放大电路的分析方法路的分析方法, ,能能够正确估算基本放大正确估算基本放大电路的静路的静, ,态工作点和工作点和动态参数参数AU、Ri和和Ro ，正确分析正确分析
11、电路的路的输出波形和出波形和产生截止失真、生截止失真、饱和失真的原因。和失真的原因。(4)(4)了解了解稳定静定静态工作点的必要性及工作点的必要性及稳定方法。定方法。 本章小结本章小结第三章第三章 场效应管及基本放大电路场效应管及基本放大电路MOS场效应管场效应管结型场效应管结型场效应管场效应管的主要参数和微变等效电路场效应管的主要参数和微变等效电路场效应管基本放大电路场效应管基本放大电路第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节第一节第一节 MOSMOS场效应极管场效应极管场效应管场效应管：是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是：是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是以输入电压控制
12、输出电流的的半导体器件。以输入电压控制输出电流的的半导体器件。1.1.根据载流子来划分：根据载流子来划分：N N沟道沟道器件：电子作为载流子的。器件：电子作为载流子的。P P沟道沟道器件：空穴作为载流子的。器件：空穴作为载流子的。2.2.根据根据结构来划分：结构来划分： 结型结型场效应管场效应管JFET： 绝缘栅型绝缘栅型场效应管场效应管MOSFET： ( (一一) ) 增强型增强型MOSFET结构结构D为漏极，相当为漏极，相当C； G为栅极，相当为栅极，相当B； S为源极，相当为源极，相当E。 一、 N沟道沟道增强型增强型MOSMOS场效应管的工作原理场效应管的工作原理绝缘栅型场效应管绝缘栅
13、型场效应管MOSFET分为：分为： 增强型增强型 N沟道、沟道、P沟道沟道 耗尽型耗尽型 N沟道、沟道、P沟道沟道N沟道增强型沟道增强型 MOSFET结构图结构图栅压为零时栅压为零时有沟道有沟道栅压为零时栅压为零时无沟道无沟道P型硅作衬型硅作衬底浓度较低底浓度较低引出电极引出电极B在在P P型衬底上生成型衬底上生成S Si iO O2 2薄膜绝缘层薄膜绝缘层引出电极引出电极G G极极用光刻工艺扩散两用光刻工艺扩散两个高掺杂的个高掺杂的N N型区，型区，从从N N型区引出电极：型区引出电极：S S极和极和D D极极MOSFET=Metal-Oxide-semiconductor Field Ef
14、fect Transistor(动画2-3)由于由于BS短接，短接，G与衬底与衬底B间产生电场，间产生电场，GB相当两个平板，电相当两个平板，电子被正极板吸引，空穴被排斥，出现一薄层负离子的耗尽层。子被正极板吸引，空穴被排斥，出现一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子耗尽层中的少子电子，将向表层运动，但数量有限，不电子，将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍不能形成漏极电流足以形成沟道，所以仍不能形成漏极电流ID。1栅源电压栅源电压UGS的控制作用的控制作用漏源之间相当两个背靠背的漏源之间相当两个背靠背的 二极管，二极管，在在D、S之间加上电压不会在之间加上电压不会在D、S间形成电流。
15、即间形成电流。即:ID=0（二）（二） 工作原理工作原理(1).当当UGS=0V时时:(2).0UGSUT时时:(3).当当UGS=UT:( UT 称为开启电压称为开启电压)1.1.在在UGS=0V时时ID=0; ;2.2.只有当只有当UGSUT后才会出现漏极电流，这种后才会出现漏极电流，这种MOSMOS管称为管称为增强型增强型MOSMOS管。（电压控制器件）管。（电压控制器件）出现反型层，与出现反型层，与N N形成一体构成导电沟道形成一体构成导电沟道; ;当当UDS0时时:D 沟道沟道 S之间之间形成漏极电流。形成漏极电流。(4).当当UGS UT:( UT 称为开启电压称为开启电压)随着随
16、着UGS的继续增加，沟道加的继续增加，沟道加厚厚，沟道电阻，沟道电阻 ，ID将不断将不断 （动画2-4）（续）工作原理（续）工作原理结结 论论UGS固定，且固定，且UDS很小时很小时：UDS与漏极电流与漏极电流ID之间呈线性关系。之间呈线性关系。漏源电压漏源电压UDS对沟道影响对沟道影响1 1输出特性曲线输出特性曲线（1）可变电阻区可变电阻区UGSUT:反映了漏源电压反映了漏源电压UDS对漏极电流对漏极电流ID的控制作用：的控制作用：ID=f(UDS) UGS=constID K(UGS -UT)2UDS 上式得上式得: UGS一定时沟道导通电阻：一定时沟道导通电阻：Ron = dUDS /
17、dID| UGS =constRon = L / n COXW (UGS -UT)（三）（三）特性曲线特性曲线沟道电子表沟道电子表面迁移率面迁移率K K为导电因子为导电因子单位面积栅单位面积栅氧化层电容氧化层电容 结论：结论：U UGSGS恒定时恒定时R Ronon近似为常数。近似为常数。R Ronon随随U UGSGS而变化，故又称而变化，故又称可变电阻区。可变电阻区。 由于由于UDS的存在，导电沟道不均匀，当的存在，导电沟道不均匀，当UDS = UGS -UT时时: 此时漏极端的导电沟道将开始消失（称预夹断）此时漏极端的导电沟道将开始消失（称预夹断）(2) 恒流区：恒流区：UGS一定时：一
18、定时：ID随随UDS基本不变，基本不变， ID恒定称恒流区。恒定称恒流区。 当当UDS UGS -UT时时: :随随UDS 夹断点向移动，耗尽层的电阻很夹断点向移动，耗尽层的电阻很高（高于沟道电阻）所以新增高（高于沟道电阻）所以新增UDS几乎全部降在耗尽层两端，几乎全部降在耗尽层两端，ID不随不随UDS而变。而变。(3) 击穿区：击穿区：当当UDS 增加到一临界值时，增加到一临界值时， ID （急剧）即急剧）即D与衬底之间击穿。与衬底之间击穿。当当UGSUT，且固定为某一值时且固定为某一值时: : UDS对对ID的影响的关系曲线称为的影响的关系曲线称为漏极输出特性曲线漏极输出特性曲线。漏极输出
19、特性曲线漏极输出特性曲线在输出特性曲线上：在输出特性曲线上：当当UDS固定为某一值时固定为某一值时: : UGS对对ID的影响的关系曲线称为的影响的关系曲线称为转移特性曲线转移特性曲线。转移特性曲线转移特性曲线转移特性曲线转移特性曲线（三）（三）特性曲线特性曲线UGS对对ID的控制关系可用如下的控制关系可用如下曲线描述，称为曲线描述，称为转移特性曲线转移特性曲线ID=f(UGS) UDS=const2.转移转移特性曲线特性曲线如图所示：如图所示：(1).UGS0随随UGS 沟道加厚沟道加厚 ID UDS正向减小，曲线右移。正向减小，曲线右移。在恒流区转移特性曲线中在恒流区转移特性曲线中I ID
20、 D 与与U UDSDS的关系为：的关系为：ID =K(UGS -UT)2 ; 式中式中K为导电因子为导电因子ID =(UGS -UT)2 n COXW/2L短沟道时：短沟道时：ID =K(UGS -UT)2(1+ UDS)沟道电子表沟道电子表面迁移率面迁移率单位面积栅单位面积栅氧化层电容氧化层电容沟道长度沟道长度调制系数调制系数U UGSGS0 0时；时； 随着随着UGS反向增加，反向增加，ID逐渐减小。逐渐减小。 直至直至I ID D=0=0。对应对应ID=0的的UGS称为夹断电压，用符号称为夹断电压，用符号UP 表示。表示。 N N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFETMOSFET的结构如图所
21、示：的结构如图所示：( (二二 ) )N N沟沟 道道 耗耗 尽尽 型型 M M O OS SF FE ET TU UGSGS=0=0时；时； 正离子已感应出反型层，在漏正离子已感应出反型层，在漏 源之间形成了沟道。只要有漏源之间形成了沟道。只要有漏 源电压，就有漏极电流存在。源电压，就有漏极电流存在。( (饱和电流饱和电流IDss) )(a) 结构示意图结构示意图在栅极下方的在栅极下方的SiO2SiO2绝缘层中掺入了大绝缘层中掺入了大量的金属正离子。量的金属正离子。当当U UGSGS0 0时；时； 沟道变宽将使沟道变宽将使ID进一步增加进一步增加。N N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFETMOS
22、FET的输出特性曲线的输出特性曲线: : N沟道耗尽型的输出特性曲线沟道耗尽型的输出特性曲线在恒流区仍满足：在恒流区仍满足：ID K(UGS -UT)2ID K(UGS -UT)2(1+ UDS)对耗尽型对耗尽型MOS管还可表示为：管还可表示为：ID IDSS(1-UGS/ Up)2饱和漏极电流的值为：饱和漏极电流的值为： IDSS (nCOXW/2L )Up2N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET转移特性曲线转移特性曲线N N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFETMOSFET的转移特性曲线的转移特性曲线: :如图所示：如图所示：P沟道沟道MOSFET的工作原理与的工作原理与N沟道沟道MOSFET完完全
23、相同。全相同。区别是导电的载流子不同，供电电压极性不同。区别是导电的载流子不同，供电电压极性不同。同双极型三极管有同双极型三极管有NPN型和型和PNP型一样型一样。( (三三) )P沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET场效应管的特性曲线类型比较多：根据导电沟道场效应管的特性曲线类型比较多：根据导电沟道不同，以及增强型还是耗尽型不同，以及增强型还是耗尽型, ,可有四种转移特可有四种转移特性曲线和输出特性曲线，其电压和电流方向也有性曲线和输出特性曲线，其电压和电流方向也有所不同。所不同。如果按统一规定正方向，特性曲线就要画在不同如果按统一规定正方向，特性曲线就要画在不同的象限。的象限。为便于绘制，将为
24、便于绘制，将P P沟道管子的正方向反过来设定。沟道管子的正方向反过来设定。有关曲线绘于下图之中。有关曲线绘于下图之中。2. 2. 伏安特性曲线伏安特性曲线 各类绝缘栅场效应三极管的特性曲线各类绝缘栅场效应三极管的特性曲线绝绝缘缘栅栅场场效效应应管管N沟沟道道增增强强型型P沟沟道道增增强强型型绝绝缘缘栅栅场场效效应应管管 N沟沟道道耗耗尽尽型型P 沟沟道道耗耗尽尽型型第二节第二节 结型场效应三极管结型场效应三极管JFET的结构与的结构与MOSFET相似，相似， 工作机理也相似。如图工作机理也相似。如图:在在N型半导体硅片的两侧各制造型半导体硅片的两侧各制造一个一个PN结，形成两个结，形成两个PN
25、结夹一结夹一个个N型沟道的结构。型沟道的结构。P区即为栅极区即为栅极;N型硅的一端是漏极型硅的一端是漏极;另一端是源极。另一端是源极。结型场效应三极管的结构结型场效应三极管的结构(动画2-8）一一. .结型场效应三极管的结构结型场效应三极管的结构: :栅极栅极漏极漏极源极源极UGSDSGUDSID栅源电压对沟道的控制作用栅源电压对沟道的控制作用1. 当当UGS=0时时: 沟道较宽，在沟道较宽，在 UDS作用下，作用下， 产产 生的生的ID较大较大。 2.当当UGS0时（即负压）时时（即负压）时: 随随UGS增加，沟道变窄增加，沟道变窄，ID减小。减小。 二二. .结型场效应三极管的工作原理结型
26、场效应三极管的工作原理耗尽层N沟道耗尽层3.若若UGS再再增加，增至增加，增至UGS=Up时时，耗尽层在源极附近相遇，耗尽层在源极附近相遇，称为称为全加断全加断。此时。此时ID=0。 当当UGS增加到增加到UGD=UP（夹断电压）夹断电压） 耗尽层在漏极附近相遇，称为耗尽层在漏极附近相遇，称为预夹断预夹断（动画2-9）漏源电压对沟道的控制作用漏源电压对沟道的控制作用（动画2-9） ( (三三) )结型场效应三极管的特性曲线结型场效应三极管的特性曲线它与耗尽型它与耗尽型MOSFETMOSFET的特性曲线基本相同，只不过的特性曲线基本相同，只不过MOSFETMOSFET的的栅压可正可负，栅压可正可
27、负，而结型场效应三极管的栅压只能是而结型场效应三极管的栅压只能是P P沟道的为正或沟道的为正或N N沟道的沟道的为负。为负。JFET的特性曲线有两条：的特性曲线有两条：转移特性曲线：转移特性曲线：输出特性：输出特性：(a)漏极输出特性曲线（动画2-6） (b)转移特性曲线（动画2-7）结型场效应三极管的特性曲线结型场效应三极管的特性曲线JFETJFET的特性曲线：的特性曲线：结结型型场场效效应应管管 N沟沟道道耗耗尽尽型型P沟沟道道耗耗尽尽型型第三节第三节 场效应管的主要参数和微变等效电路场效应管的主要参数和微变等效电路 一一 场效应管的直流参数场效应管的直流参数 二二 场效应管的微变参数场效
28、应管的微变参数 三三 场效应管的型号场效应管的型号 四四 场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路 开启电压是开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电的绝增强型管的参数，栅源电压小于开启电的绝对值，场效应管不能导通对值，场效应管不能导通(即即IG =0)。夹夹断断电电压压是是耗耗尽尽型型FET的的参参数数，当当漏漏极极电电流流为为零零时时, UGS=U P耗耗尽尽型型场场效效应应三三极极管管当当UGS=0时时所所对对应应的的漏漏极极电电流流。一一 场效应三极管的直流参数场效应三极管的直流参数开启电压开启电压 UT夹断电压夹断电压UP饱和漏极电流饱和漏极电流IDSS 场效应管栅源输
29、入电阻场效应管栅源输入电阻RGS： 栅源间加固定电压栅源间加固定电压UGS栅极电流栅极电流IGS之比，输入电阻的典型值之比，输入电阻的典型值:结型场效应管，反偏时结型场效应管，反偏时RGS约大于约大于107，绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管RGS约是约是1091015。漏源、栅源击穿电压漏源、栅源击穿电压BUDS 、 B UGS低频跨导低频跨导gm 低频跨导反映了栅源电压对漏极电流的控制作用，低频跨导反映了栅源电压对漏极电流的控制作用，gm可以在转可以在转 移移 特性曲线特性曲线上求取，单位是上求取，单位是mA/V或或mS(毫西门子毫西门子)。二二 场效应管的微变参数场效应管的微变参数(1).图解
30、法求解：在曲线上作切线，其斜率为图解法求解：在曲线上作切线，其斜率为gm(2).解析法求解：解析法求解：增强型增强型MOSFET: gm =1/ Ron耗尽型耗尽型MOSFET: gm =-(1- UGS / Up ) 2 IDSS/ Up衬底跨导衬底跨导gmb 漏极电阻漏极电阻rdS ：可在输出特性曲线上求解可在输出特性曲线上求解导通电阻导通电阻Ron：极间电容极间电容:包括包括CgS 、 Cgd、 Cgb 、 Csd 、 Csb 、 Cdb。在恒流区（即可变电阻区）：在恒流区（即可变电阻区）：下表列出了下表列出了MOS管参数管参数表表3-2 3-2 常用场效应三极管的参数常用场效应三极管的
31、参数 三三 场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路1.1.低频等效电路：低频等效电路：Ugs+-gm Ugs1/gds +-Ugs+IdFET低频微变等效电路（低频微变等效电路（ dUBS=0）2.2.高频等效电路：高频等效电路：FET高频微变等效电路（高频微变等效电路（ dUBS=0）UgsGSgm Ugs1/gds DSUgsIdCdsCgs双极型和场效应型三极管的比较双极型和场效应型三极管的比较双极型和场效应型三极管的比较双极型和场效应型三极管的比较( (续续) )第四节第四节 场效应管的基本放大电路场效应管的基本放大电路一一 场效应管的偏置电路场效应管的偏置电路二二 外加偏置电路
32、外加偏置电路三三 三种基本放大电路三种基本放大电路四四 三种接法基本放大电路的比较三种接法基本放大电路的比较一一 场效应管的偏置电路场效应管的偏置电路（一）（一）自给偏置电路自给偏置电路：(1). UGS = 0时：时： IS = IDRS两端电压为：两端电压为：US = IS RS(2). 由于由于 IG=0; UG =0: UGS = -IS RS = -ID RS 由此构成直流偏压，所以称为自给偏压式。由此构成直流偏压，所以称为自给偏压式。1.基本型自给偏置电路基本型自给偏置电路：基本型自给偏置电路基本型自给偏置电路2 2. .改进型自给偏置电路改进型自给偏置电路：上述电路中上述电路中R
33、S起直流反馈作用起直流反馈作用，RS大，大，Q稳定；稳定； 但但RS大大Q点低。点低。问题：问题：Q点低不仅使点低不仅使A ，且由于接近夹断，非线性失真加大。且由于接近夹断，非线性失真加大。(1). 由由R1 = R2分压，给分压，给RG一个固定偏压。一个固定偏压。RG很大很大以减小对输入电阻的影响。以减小对输入电阻的影响。(2).对于耗尽型对于耗尽型FET： UGS = EDR2 /(R1 + R2) -ID RS 此时：此时： RS大大Q点不会低点不会低。显然显然对于对于JFET,当当|US | |UG|时，放大器具有正确的偏压。时，放大器具有正确的偏压。改进型自给偏置电路改进型自给偏置电
34、路ID= IDSS1(UGS /Up)2（二）外加偏置电路：二）外加偏置电路：外加偏置电路外加偏置电路对于增强型对于增强型MOSFET: UGS = 0时：时： ID =0(1). 此此时靠外加偏压：时靠外加偏压：UGS = EDRL /(R1 + R2)RG很大很大以减小对输入以减小对输入电阻的影响。电阻的影响。(2). 改进型外加偏压：改进型外加偏压：UGS = EDRL /(R1 + R2) -ID RS对于对于JFET,须保证须保证|US | |UG|时，放大器具有正确的偏压。时，放大器具有正确的偏压。耗尽型以自给偏压为主耗尽型以自给偏压为主UG=UDDR2/(R1+R2)UGS= U
35、GUS= UGIDR ID= IDSS1(UGS /Up)2 UDS= UDDID(Rd+R) 共源基本放大共源基本放大 电路的直流通道电路的直流通道根据图可写出下列方程：根据图可写出下列方程：于是可以解出于是可以解出UGS、ID和和UDS。二二 三种基本放大电路三种基本放大电路（一）（一） 共源组态基本放大器共源组态基本放大器(1)(1)直流分析直流分析二二 三种基本放大电路三种基本放大电路结型共源放大器电路结型共源放大器电路电压增益为电压增益为:1.未接未接CS时时:等效电路如图等效电路如图:一般一般 rds RD RL RS;rds可忽略。可忽略。（一）（一） 共源组态基本放大器共源组态
36、基本放大器放大器的输入电阻为放大器的输入电阻为:放大器的输出电阻为放大器的输出电阻为:ri=RG+(R1/ R2) RGro RD2 . 接入接入CS时时:Ugs-gm Ugsrds +-Uo+GUiRDRLR1RGR2SDri ro AU - gm RDri=RG+(R1/ R2) RGro =RD / rds RD结型共漏放大器电路结型共漏放大器电路电压增益为电压增益为:其等效电路如图其等效电路如图:（二）（二） 共漏组态基本放大器共漏组态基本放大器共漏放大器电路如图共漏放大器电路如图:与射极输出器类似与射极输出器类似:输出阻抗低输出阻抗低电压增益近似为电压增益近似为1ri= RG输入电阻
37、为输入电阻为:式中式中:Rs=rds/Rs / RL Rs / RL 1求输出电阻求输出电阻:1.画等效电路：画等效电路：令令Ui=0、 RL开路；在输出端加测试电压开路；在输出端加测试电压Uot2.求输入电阻求输入电阻:Ugs= - Uot ;Iot= Uot /Rs- gm Ugs = Uot (1/ Rs + gm)根据输出电阻的定义：根据输出电阻的定义：ro = Uot / Iot =1 / (1/ Rs + gm)= Rs / （1/ gm ）（三）（三） 共栅组态基本放大器共栅组态基本放大器其等效电路如图其等效电路如图:共栅放大器电路如图共栅放大器电路如图:与共基放大器类似与共基放
38、大器类似:输入阻抗低输入阻抗低输出阻抗高输出阻抗高电压增益高电压增益高-+-Uo+GUiRDRLRsSDED3-24. 共栅放大器共栅放大器典型电路典型电路电压增益为电压增益为:式中式中:RD=RD / RL共栅放大器共栅放大器等效等效电路电路(电流源电流源)共栅放大器共栅放大器等效等效电路电路(电压源电压源)ri= Rs / ri输入电阻为输入电阻为:- gm rds Uirds +-Uo+GUiRDRsSDId +-3-22.共栅放大器共栅放大器等效等效电路电路(电压源电压源)ririri= Ui / Id 1/ gm当当rds RD , gm rds 1时：时：所以：所以：ri Rs /
39、 （1/ gm）输出电阻为输出电阻为:ro RD / rds RDro( (四四) )三种接法基本放大电路的比较三种接法基本放大电路的比较三种基本放大电路的比较如下三种基本放大电路的比较如下组态对应关系组态对应关系 CE / CB / CCCE / CB / CC CS / CG / CDCS / CG / CD电压增益电压增益三种基本放大电路的比较如下三种基本放大电路的比较如下组态对应关系组态对应关系 CE / CB / CCCE / CB / CC CS / CG / CDCS / CG / CD输入电阻输入电阻Ri )+/1/( CB: CC:CE:ieehfehRCS：RGCD：RGC
40、G：Rs/(1/gm)三种基本放大电路的比较如下三种基本放大电路的比较如下组态对应关系组态对应关系 CE / CB / CCCE / CB / CC CS / CG / CDCS / CG / CD输出电阻输出电阻Ro CS：rds / RDCD：Rs/(1/gm)CG：RD表表3-3 3-3 FET FET 三种组态性能比较三种组态性能比较以上表格中参数是在下列条件以上表格中参数是在下列条件下求得的：下求得的：gm = 1.5mA; rds = 100k RD = Rs = 10k ;RG= 5M 1.场效应管的种类：场效应管的种类：结型结型(分分N沟道和沟道和P沟道两种和绝缘栅型沟道两种和
41、绝缘栅型(又称又称M0SFET）；）；分分N沟道耗尽型和增强型沟道耗尽型和增强型,P沟道耗尽型和增强型两大类。沟道耗尽型和增强型两大类。2.场效应管特点：场效应管特点：是单极型电压控制器件；是单极型电压控制器件；是输入电阻极高，一般可达是输入电阻极高，一般可达102M0以上，因而可组成多级以上，因而可组成多级放大器的输入级，同时在作中间级放大器时，不需考虑对放大器的输入级，同时在作中间级放大器时，不需考虑对前级的负载作用。前级的负载作用。本章小结本章小结三种基本组态共源、共漏和共栅三种基本组态共源、共漏和共栅)，其特性和双，其特性和双极型晶体三极管的三种基本组态极型晶体三极管的三种基本组态(共射、共集和共共射、共集和共基相似。基相似。场效应管放大器的交流分析与双极型晶体三极管场效应管放大器的交流分析与双极型晶体三极管放大器基本相似；放大器基本相似；场效应管的直流偏置电路分析有其不同之处。场效应管的直流偏置电路分析有其不同之处。本章小结本章小结3.场效应管放大器也可连接成三种基本组态：场效应管放大器也可连接成三种基本组态：
