1、海南風光第第20講講第第11章章 基本放大電路基本放大電路11.6 場效應管共源極放大電路場效應管共源極放大電路答疑答疑1. 線形電阻的伏安特性曲線線形電阻的伏安特性曲線UIRUIU/I=R U/ I=R2. 晶體管晶體管BE結微變等效電路結微變等效電路IBUBEQUBEQ / IBQ =R非線性非線性 UBE / IB =rbe在在Q點處近似線點處近似線性性 UBE IB rbe答疑答疑3.電流源及其特性曲線電流源及其特性曲線UIISISUIUIIrISrUIISI1=IS+Ir1 =IS+U1/rI2=IS+Ir2 =IS+U2/r I= I2 -I1 =（ U2 - U1 ）/r = U

2、/rr= U/ I如何求如何求r？答疑答疑4. 晶體管晶體管CE間的微變等效電路間的微變等效電路 iCuCE iC uCEcceceiur rbe ibib rce流控電流源流控電流源在線性放大區，在線性放大區，rce很大，可忽略很大，可忽略10.4 場效應晶體管場效應晶體管場效應管與晶體管不同，它是多子場效應管與晶體管不同，它是多子導電，輸入阻抗高，溫度穩定性好。導電，輸入阻抗高，溫度穩定性好。結型場效應管結型場效應管JFET絕緣柵型場效應管絕緣柵型場效應管MOS場效應管有兩種場效應管有兩種:N溝道溝道P溝道溝道耗盡型耗盡型增強型增強型耗盡型耗盡型增強型增強型 MOS絕緣柵場效應管（絕緣柵場

3、效應管（N溝道）溝道）（1） 結構結構PNNGSDP型基底型基底兩個兩個N區區SiO2絕緣層絕緣層金屬鋁金屬鋁N導電溝道導電溝道未預留未預留 N溝道增強型溝道增強型預留預留 N溝道耗盡型溝道耗盡型PNNGSDN溝道增強型溝道增強型（2）符號）符號N溝道耗盡型溝道耗盡型GSD柵極柵極漏極漏極源極源極GSDN溝道溝道MOS管的特性曲線管的特性曲線IDmAVUDSUGS 實驗線路實驗線路(共源極接法共源極接法)GSDRDPNNGSDNMOS場效應管轉移特性場效應管轉移特性N溝道耗盡型溝道耗盡型（UGS=0時，時，有有ID）GSD0UGS（off）IDUGS夾斷電壓夾斷電壓UGS有正有正有負有負N溝道

4、增強型溝道增強型（UGS=0時，時，ID =0 ）GSDIDUGSUGS（th）開啟電壓開啟電壓UGS全正全正UGS=3VU DS （V）ID（mA）01324UGS=4VUGS=5VUGS=2VUGS=1V開啟電壓開啟電壓UGS（th）=1V固定一個固定一個U DS，畫出，畫出ID和和UGS的關系曲線，稱為轉移特性的關系曲線，稱為轉移特性曲線曲線增強型增強型NMOS場效應管場效應管輸出特性曲線輸出特性曲線增強型增強型NMOS場效應管轉移特場效應管轉移特性性N溝道增強型溝道增強型（UGS=0時，時，ID =0 ）GSDIDUGSUGS（th）開啟電壓開啟電壓UGS全正全正耗盡型耗盡型NMOS場

5、效應管場效應管輸出特性曲線輸出特性曲線UGS=0VU DS （V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V夾斷電壓夾斷電壓UP=-2V固定一個固定一個U DS，畫出，畫出ID和和UGS的關系曲線，稱為轉移特性的關系曲線，稱為轉移特性曲線曲線耗盡型耗盡型NMOS場效應管轉移特場效應管轉移特性性N溝道耗盡型溝道耗盡型（UGS=0時，時，有有ID）GSD0UGS（off）IDUGS夾斷電壓夾斷電壓UGS有正有正有負有負跨導跨導gmUGS=0VU DS （V）ID（mA）01324UGS=+1VUGS=+2VUGS=-1VUGS=-2V= ID / UGS =（3

6、-2）/（1-0）=1/1=1mA/V UGS ID夾斷區夾斷區可變電阻區可變電阻區恒流區恒流區場效應管的微變等效電路場效應管的微變等效電路輸入回路：開路輸入回路：開路輸出回路：交流壓控恒流源，電流輸出回路：交流壓控恒流源，電流gsmdUgIGSDgsmdUgI+-gsUGSD 11.6 場效應管放大電路場效應管放大電路11.6.1 電路的組成原則及分析方法電路的組成原則及分析方法(1).靜態：適當的靜態工作點，使場效應管工靜態：適當的靜態工作點，使場效應管工作在恒流區作在恒流區 (2).動態動態: 能為交流信號提供通路能為交流信號提供通路組成原則組成原則靜態分析：靜態分析： 估算法、圖解法。

7、估算法、圖解法。動態分析：動態分析：微變等效電路法。微變等效電路法。分析方法分析方法11.6.2 場效應管共源極放大電路靜態分析場效應管共源極放大電路靜態分析無輸入信號時（無輸入信號時（ui=0），），估算：估算：UDS和和 ID。+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KIDUDSR1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20V設：設：UGUGS則：則：UG US而：而：IG=0mA5 . 0RURUISGSSD V10)RR(IUUDSDDDDS 所以：所以：V

8、5URRRUDD212G =直流通道直流通道+UDD+20VR1RDRGR2150K50K1M10KRS10KGDSIDUDSIG11.6.3 動態分析動態分析微變等效電路微變等效電路+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KSGR2R1RGDRLRDUgsgmUgsUiUoIdSGDgsugsmugdsuid 動態分析：動態分析：UgsUirirogsiUU UoUgsgmId=SGR2R1RGRL DRLRD)R/R(UgULDgsmo = gm UiRL LmuRgA 電壓放大倍數電壓放大倍數負號表示輸出輸入反相負號表示輸出輸

9、入反相電壓放大倍數估算電壓放大倍數估算LmVRgAR1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RD=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20V=-3 （10/10）=-15RL=RD/RLro=RD =10K SGR2R1RGRL DRLRD輸入電阻、輸出電阻輸入電阻、輸出電阻=1+0.15/0.05=1.0375M R1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20Vrirori=RG+R1/R211.6.4 源極輸出器（共漏極放大電路）源極輸出器（共漏極放大電路）uo+UDD +20VRSuiC1R1R

10、GR2RL150K50K1M10KDSC2G10KR1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20V靜態工作點靜態工作點:V5URRRUDD212G =US UGmA5 . 0RURUISGSSD UDS=UDD- US =20-5=15Vuo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10Kuo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10K微變等效電路：微變等效電路：微變等效電路：微變等效電路：iU gsU oU dIgsmUg LgsmgsLgsmioVRUgUR

11、UgUUA1Rg1RgLmLm riro ro Ui=Ugs+UoUo =Id(RS/RL)=gm Ugs RLGR2R1RGSDRLRS求求rigR2R1RGsdRLRSriri=RG+R1/R2求求ro加壓求流法加壓求流法mgsmgsdoog1UgUIUr SooR/rr gsU oU dI gsmUg ro ro =RS1+gm RSIogR2R1RGsRSri=RG+R1/R2R1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RL=10k gm =3mA/VUDD=20V=3 (10/10) /1+3 (10/10) =0.94 =RS1+gm RSro=10/(1+3 10)=0.323 k 代入數值計算代入數值計算=1+0.15/0.05=1.0375 M AV=gm RL1+gm RLuo+UDD +20VRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10K場效應管放大電路小結場效應管放大電路小結(1) 場