家電小知識:場效應管放大電路特點

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新時代發展越來越快相信很多小伙伴對家電知識這方面很朦朧吧,正好小編對家電方面頗有研究,現在就跟小伙伴們聊聊一篇關于場效應管放大電路特點,相信很多小伙伴們都會感興趣,那么小編也收集到了有關場效應管放大電路特點信息,希望小伙伴們看了有所幫助。

場效應管放大電路

  對應三極管的共射、共集及共基放大電路,場效應管放大電路也有共源、共漏和共柵三種基本組態。下面以JFET組成的共源極放大電路為例,介紹場效應管放大電路的工作原理。

  1.自偏壓電路

  自偏壓電路如圖3-10所示。在圖中,場效應管柵極通過柵極電阻RG接地,源極通過源極電阻RS接地。這種偏置方式利用JFET(或耗盡型MOS管)在柵源電壓uGS=0時,漏極電流iD≠0的特點,以漏極電流在源極電阻RS上的直流壓降,給柵源之間提供反向偏置電壓。也就是說,在靜態時,源極電位uS=iDRS,由于柵極電流為0,RG上沒有壓降,柵極電位uG=0,所以柵源之間的偏置電壓為

  uGS=uG-uS=-iDRS

  要說明的是,自偏壓方式不能用于由增強型MOS管組成的放大電路。因為增強型MOS管

  只有當uGS達到UT時才有iD產生。

場效應管放大電路特點

  對于圖3-10電路的靜態工作點,可以利用式(3-1)和式(3-3)求聯立方程,即

  ID=IDSS(1-UGS/UP)2(3-4

  )UGS=-IDRS(3-5)

  求得ID和UGS之后,則有

  UDS=VDD-ID(RD+RS)(3-6)

  例3-1電路如圖3-10所示,已知IDSS=0.5mA,UP=-1V,試確定電路的靜態工作點。

  解:根據上面分析得到的公式有

  ID=0.5(1+UGS)2

  UGS=-2ID

  將UGS表達式代入ID表達式中,得

  ID=0.5(1-2ID)2

  解方程得

  ID=(0.75±0.56)mA

  而IDSS=0.5mA,ID不應大于IDSS,所以

  IDQ=0.19mA

  UGSQ=0.38V

  UDSQ=11.9

  2.分壓式自偏壓電路

  雖然自偏壓電路比較簡單,但是當靜態工作點確定后,uGS和iD就確定了,因而RS選擇的范圍很小。分壓式自偏壓電路是在圖3-10電路的基礎上加接分壓電阻后組成的,如圖3-11所示。漏極電源VDD經分壓電阻RG1和RG2分壓后,通過RG3供給柵極電壓,uG=RG2VDD/(RG1+RG2);同時漏極電流在源極電阻RS上也產生壓降,uS=iDRS。因此,靜態時加在JFET上的柵源電壓為

  uGS=uG-u

  =VDDRG2/(RG1+RG2)-iDRS(3-7)

  同樣可根據式(3-1)和(3-7)求聯立方程,即

  ID=IDSS(1-UGS/UP)2

  UGS=VDDRG2/(RG1+RG2)-IDRS

  從而求出ID和UGS,并求出

  UDS=VDD-ID(RD+RS)

  得出電路的靜態工作點。

  3、場效應管放大電路的動態分析

  圖3-10自偏壓電路可以用圖3-12的交流等效電路來表示,圖中RL為放大電路外加的負載電阻。從圖中不難求出電壓放大倍數Au、Ri和Ro三個性能參數。場效應管放大電路特點

  1.電壓放大倍數Au

  由圖3-12可得出

  Au=uo/ui=(-idR′L)/ugs=-(gmugsR′L)/ugs

  即

  Au=-gmR′L(3-8)

  其中,R′L=RD∥RL。

  式(3-8)表明,JFET共源放大電路的電壓放大倍數Au與跨導gm成正比,且輸出電壓與輸入電壓反相。

  2.輸入電阻Ri和輸出電阻Ro

  由圖3-12可得

  Ri≈RG(3-9)

  Ro≈RD(3-10)

  可見,共源放大電路的輸入電阻Ri主要由偏置電阻RG決定,而輸出電阻Ro則由漏極電阻RD決定。

  場效應管放大電路的優缺點

優點

  (1)輸入電阻大。用普通三極管做成放大電路,共射電路的輸入電阻約幾KΩ,(我們一般稱之為10^3級),共集電極電路的輸入電阻也只能做到幾十K歐到一百多K歐(10^5級),而使用結型場效應管(JFET)就可做到輸入電阻10^6級,使用MOS管能做到10^8級以上。

  (2)溫度穩定性好,由于場效應管里沒有漂移電流,基本不受溫度變化的影響。

  缺點:

  (1)放大倍數小,一級放大只能做到幾倍(可能不到10倍),(2)輸入端由于靜電感應容易產生擊穿。

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