【正文】 林 83 FET和 BJT及其基本放大電路性能的 比較 FET和 BJT重要特性的比較 FET和 BJT放大電路性能的比較 84 華中科技大學 張林 FET和 BJT重要特性的比較 1. FET和 BJT內(nèi)部都含有兩個 PN結(jié)，外部都有 3個電極。它們有如下的對應關(guān)系： FET BJT 柵極 g ? 基極 b 源極 s ? 發(fā)射極 e 漏極 d ? 集電極 c 85 華中科技大學 張林 FET和 BJT重要特性的比較 2. 雖然這兩類器件的工作原理不相同，但它們都可以利用兩個電極之間的電壓控制流過第三個電極的電流來實現(xiàn)輸入對輸出的控制。 MOS管：柵 源電壓 vGS控制漏極 iD BJT：基 射極間電壓 vBE控制集電極電流 iC 在放大區(qū)域內(nèi)， MOS管的 iD與 vGS之間是平方律關(guān)系，而 BJT的iC與 vBE之間是指數(shù)關(guān)系。顯然，指數(shù)關(guān)系更加敏感，所以通常 BJT管的跨導要大于 MOS管的跨導。 因 MOS管的柵極電流 iG=0，而 BJT管的基極電流 iB?0，且電壓vBE首先影響 iB（或 iE），然后通過 iB（或 iE）實現(xiàn)對 iE的控制，故常將 BJT稱為電流控制器件， MOS管稱為電壓控制器件，以示兩者之差別。 86 華中科技大學 張林 FET和 BJT重要特性的比較 3. MOS管的跨導 gm不僅與 VGSQ和開啟（夾斷）電壓的差值（或IDQ）有關(guān)，而且還與其溝道的寬長比 W/L 有關(guān)。而 BJT的 gm 僅與 ICQ有關(guān)。 4. 這兩類器件的輸出電阻 ro都等于 Early電壓 VA與靜態(tài)電流（ IDQ或 ICQ）的比值。通常 BJT的 VA比 MOS管的 VA大。意味著 BJT的輸出電阻 ro 比 MOS管的大。 5. MOS管的 Kn與 BJT的 ? 或 ?具有類似的性質(zhì)，即它們主要取決于管子的固有參數(shù)（如，尺寸、參雜濃度、載流子遷移率等），而與它們所在的電路無關(guān)。 87 華中科技大學 張林 FET和 BJT放大電路性能的比較 華中科技大學 張林 88 多級放大 電路 共射 共基放大電路 共集 共集放大電路 共源 共基放大電路 89 華中科技大學 張林 共射 共基放大電路 共射－共基放大電路 90 華中科技大學 張林 共射 共基放大電路 21o1oio1iovvv vvvvvv AAA?? ???)1( 2b e 1 b e 21b e 1 L11 βrrβrRβA??????vb e 2Lc22b e 2L222 )||(39。 r RRβr RβA ??v其中 b e 2Lc22b e 12b e 21 )||()1( r RRβrβrβA ????v所以 12 ??β因為 b e 1Lc21 )||( r RRβA ??v因此 組合放大電路總的電壓增益等于組成它的各級單管放大電路電壓增益的乘積。 前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓，后一級的輸入電阻是前一級的負載電阻。 電壓增益 2be 2L 1 βrR ???91 華中科技大學 張林 共射 共基放大電路 輸入電阻 Ri＝ iiiv ＝ Rb||rbe1＝ Rb11||Rb21||rbe1 輸出電阻 Ro ?Rc2 92 華中科技大學 張林 共集 共集放大電路 T T2構(gòu)成復合管，可等效為一個 NPN管 (a) 原理圖 (b)交流通路 93 華中科技大學 張林 共集 共集放大電路 1. 復合管的主要特性 兩只 NPN型 BJT組成的復合管 rbe＝ rbe1＋ (1＋ ?1)rbe2 兩只 PNP型 BJT組成的復合管 94 華中科技大學 張林 共集 共集放大電路 PNP與 NPN型 BJT組成的復合管 NPN與 PNP型 BJT組成的復合管 rbe＝ rbe1 1. 復合管的主要特性 95 華中科技大學 張林 共集 共集放大電路 2. 共集 ?共集放大電路的 Av、 Ri 、 Ro ??iovvvA? ?? ? Lbe L 39。139。1RβrRβ???????1|||| bebseorRRRR式中 ?≈?1?2 rbe＝ rbe1＋ (1＋ ?1)rbe2 R?L＝ Re||RL Ri＝ Rb||[rbe＋ (1＋ ?)R?L] 96 華中科技大學 張林 共源 共基放大電路 VCC 20V Rc 20k Ω Rb1 47k Ω Cb2 ＋ － vo ＋ 10 ? F T2 ＋ 47 ? F CB R b 2 47k Ω T1 Rs 4. 7k Ω ＋ C 47 ? F ＋ Cb1 0. 47 ? F Rsi 5k Ω － vi Rg 5 .1 M Ω ＋ － vs RL 20k Ω ＋ ＋ － ＋ － R s i v i Rg g d e c b i b r be R ? L ＋ － s v gs g m1 v gs ＋ － ? i b v s v o bbbgsm1 iiig ?? ???vo b L m 1 g s Li R g R? ??? ? ? ?vvgsi vv ?m 1 g s Lm 1 Li g s1 8 m s ( 2 0 || 2 0 ) k Ω 180gRA g R?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?ov vvvv所以 L c L||R R R? ?97 華中科技大學 張林 光電三極管 1. 工作原理 受光結(jié) R 光照 N c e I C I ph P P N I BN I EN I CN I E V CC I ph N 三個區(qū)域兩個 PN結(jié)，多數(shù)情況下基區(qū)沒有引出電極 當光線通過管殼上的通光窗口照射到集電結(jié)的耗盡區(qū)時，可以激發(fā)出更多的少數(shù)載流子 ——電子 空穴對，電子和空穴在電場力作用下分別向集電區(qū)和基區(qū)漂移，形成光生電流 IphN和 IphP。 98 華中科技大學 張林 光電三極管 1. 工作原理 受光結(jié) R 光照 N c e I C I ph P P N I BN I EN I CN I E V CC I ph N 構(gòu)成 IphP的空穴在基區(qū)與發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子復合，形成相當于普通三極管中的基極電流。 若三極管的電流放大系數(shù)為 ?， 則有 IE = IEN = ICN + IBN = ?IphP + IphP = (? +1) IphP 和 IC = ICN + IphN = ICN + IphP = (? +1) IphP = IE。 99 華中科技大學 張林 光電三極管 2. 等效電路和特性曲線 i C /mA 3 2 1 0 6 12 v CE /V E = 1 0 0 0 lx E = 2 0 0 0 lx E = 5 0 0 0 lx E = 1 0 0 0 0 lx c ( a ) b e c ( b ) e ( c ) ? I ph P ( ? + 1 ) I ph P I ph P （ a）等效電路 （ b）符號 （ c）輸出特性曲線 end