模电第五章,场效应管放大电路.ppt

各种类型MOS管的特性曲线 各种类型MOS管的特性曲线 V-I 特性曲线 转移特性 假设工作在饱和区 满足 假设成立，结果即为所求。 解： 例： 设Rg1=60k?，Rg2=40k?，Rd=15k?， 试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源电压VDSQ 。 VDD=5V， VT=1V， 1. 直流偏置及静态工作点的计算 （2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路 需要验证是否满足 饱和区 1. 直流偏置及静态工作点的计算 静态时，vI＝0，VG ＝0，ID ＝I 电流源偏置 VS ＝ VG － VGS （饱和区） （3）电流源偏置（例5.2.3） 设管子工作于饱和区 管子工作于饱和区假设正确 2. 图解分析 由于负载开路，交流负载线与直流负载线相同 负载线 与 的交点就是Q点 已知场效应管输出特性表达式： 求全微分: 漏极与源极间等效电导 变化量 其中： 低频跨导, 可从输出曲线上求出 （1）场效应管微变等效电路 3. 小信号模型分析 ??0时 高频小信号模型 场效应管微变等效电路 解：例5.2.2的直流分析已求得： （2）放大电路分析 s ①共源极放大电路（例5.2.5） s ①共源极放大电路（例5.2.5） （2）放大电路分析 ②共漏极放大电路 (源极输出器、源极跟随器)例5.2.6 共漏 共漏 （2）放大电路分析 *5.2.2 带PMOS负载的NMOS放大电路 本小节不作教学要求，有兴趣者自学 5.3 结型场效应管 5.3.1 JFET的结构和工作原理 5.3.2 JFET的特性曲线及参数 5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析法 5.3.1 JFET的结构和工作原理 1. 结构 2. 工作原理 （1）栅源电压vGS对沟道的控制作用 栅源间加反向偏电压 （以N沟道JFET为例） 对于N沟道的JFET，VP 0。 PN结反偏? ? 耗尽层加宽 ? 沟道变窄。 当沟道夹断时，对应的栅源电压vGS称为夹断电压VP （或VGS(off) ）。 ① ② 结型场效应管就是通过改变加在PN结上的反向偏压(栅源电压)的大小来改变耗尽层的宽度, 进而改变沟道的宽度和沟道电阻的大小以达到控制沟道电流(漏极电流)的目的。 即 时，沟道夹断 2. 工作原理 (2)vDS对沟道的控制作用 一定(| || | )时, ? ? ? ①随着 ? 靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，呈楔形分布 ②当vDS增加到使 时，导电沟道在A点相遇，沟道被夹断——称为预夹断 ③ 继续加大?夹断延长?沟道电阻? ? 的增量降落在沟道夹断处iD基本不变 综上分析可知 沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电， 所以场效应管也称为单极型三极管。 JFET栅极与沟道间的PN结是反向偏置的，因此 ，  输入电阻很高。 预夹断前 与 呈近似线性关系；预夹断后， 趋于饱和。 JFET是电压控制电流器件， 受 控制。 5.3.2 JFET的特性曲线及参数 2. 转移特性 1. 输出特性 (VP≤vGS≤0) 3. 主要参数 (与MOSFET类似) ④ 输出电阻rd： 或 ③ 低频跨导gm： 低频跨导反映了 对 的控制作用。gm可以在转移特性曲线上求得，单位是mS(毫西门子)。 ① 夹断电压VP (或VGS(off))： 漏极电流约为零时的 值 。 ② 饱和漏极电流IDSS： 时的漏极电流称为饱和漏极电流IDSS。 3. 主要参数 ⑤ 直流输入电阻RGS： 对于结型场效应管，反偏时RGS约大于107Ω。 ⑧ 最大漏极功耗PDM ⑥ 最大漏源电压V(BR)DS ⑦ 最大栅源电压V(BR)GS 5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析法(场效应管放大电路) ? 直流偏置电路 ? 静态工作点 ? FET小信号模型 ? 动态指标分析 ? 三种基本放大电路的性能比较 4.4.2 FET放大电路的小信号模型分析法 4.4.1 FET的直流偏置及静态分析 vGS vGS （1）自偏压电路 5.3.3 JFET放大电路的小信号模型分析法(场效应管放大电路) 1.直流偏置及静态分析 vGS vGS 静态工作点： 、 、 已知VP ，由 可解出Q点的 、 、 （2）分压式自偏压电路 5.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应管 5.3 结型场效应管（JFET）