【正文】 　　夾斷電壓、飽和漏極電流、低頻跨導(dǎo)、輸出電阻、最大耗散功率　　由于柵極與源極、漏極之間是相互絕緣的，故稱為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管?！　∫?、特性曲線　　（1）輸出特性曲線　　從輸出特性曲線上很明顯的得出：場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型器件，柵源間電壓ｖGS控制漏極電流ｉD?！　「鶕?jù)結(jié)構(gòu)的不同，場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管兩大類?！　。?）動(dòng)態(tài)分析：一般用小信號(hào)模型法?！　。?）偏置方式：固定偏壓、自偏壓、分壓式自偏壓。觀看動(dòng)畫對(duì)照讀物：謝嘉奎等編．電子線路（線性部分）．第四版．北京：高等教育出版社，１９９９　Ｐ１０１－１１２謝嘉奎等編．電子線路（線性部分）．第三版．北京：高等教育出版社，１９８８　Ｐ８７－９５4．場(chǎng)效應(yīng)管放大電路　　場(chǎng)效應(yīng)管和半導(dǎo)體三極管一樣能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的控制作用，所以也能組成放大電路，不同的是，半導(dǎo)體三極管是通過基極電流來控制集電極電流，而場(chǎng)效應(yīng)管則是通過柵源電壓來控制漏極電流?！　∮^看動(dòng)畫　　（2）漏源電壓ＶDS對(duì)溝道的影響　?。蒁流經(jīng)溝道產(chǎn)生壓降，使得柵極與溝道中各點(diǎn)的電位不再相等，也就是加在“平板電容器”上的電壓將沿著溝道產(chǎn)生變化，導(dǎo)電溝道從等寬到不等寬，呈楔形分布。人們將開始形成反型層所需的ＶGS值稱為開啟電壓，用ＶGS(on)（或ＶT）表示?！　》葱蛯优c漏源間的兩個(gè)N型區(qū)相連，成為漏源間的導(dǎo)電溝道。　?、陔S著正向電壓ＶGS的增大，耗盡層也隨著加寬，但對(duì)于P型半導(dǎo)體中的少子（電子），此時(shí)則受到電場(chǎng)力的吸引。該強(qiáng)電場(chǎng)會(huì)使靠近ＳiＯ2一側(cè)P型硅中的多子（空穴）受到排斥而向體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而在表面留下不能移動(dòng)的負(fù)離子，形成耗盡層。（1）柵源間電壓ＶGS對(duì)ＩD的控制　　當(dāng)柵源間無外加電壓時(shí)，由于漏源間不存在導(dǎo)電溝道，所以無論在漏源間加上何種極性的電壓，都不會(huì)產(chǎn)生漏極電流。3．MOSFET的工作原理（以N溝道增強(qiáng)型器件為例）　　MOS管是指由金屬（Metal）、氧化物（Oxide）、半導(dǎo)體（Semiconductor）三種材料構(gòu)成的三層器件。在這種情況下，從漏極向夾斷點(diǎn)行進(jìn)的多子自由電子，一旦到達(dá)夾斷點(diǎn)就會(huì)被夾斷區(qū)的電場(chǎng)漂移到漏極，形成漏極電流。　　繼續(xù)增大ＶDS，夾斷點(diǎn)將向源極方向延伸，近漏端出現(xiàn)夾斷區(qū)，如圖（c）所示。　　由于導(dǎo)電溝道存在電阻，ＩD流經(jīng)溝道產(chǎn)生壓降，使得溝道中各點(diǎn)的電位不再相等，于是溝道中各點(diǎn)與柵極間的電壓不再相等，也就是加在PN結(jié)兩端的反向偏置電壓不再相等，近源端PN結(jié)上的反向電壓最小，近漏端的反向電壓最大，結(jié)果使耗盡區(qū)從漏極到源極逐漸變窄，導(dǎo)電溝道從等寬到不等寬，呈楔形分布，如圖（a）所示。相應(yīng)于此時(shí)的漏源間電壓ＶGS稱為夾斷電壓，用ＶGS(off)（或ＶP）表示。耗盡層加寬，使得溝道變窄，溝道電阻增大，如圖（b）所示。隨著ＶGS負(fù)向增大，加在PN結(jié)上的反向偏置電壓增大，則耗盡層加寬。　　結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，觀看動(dòng)畫。2．JFET的工作原理（以N溝道器件為例）　　預(yù)備知識(shí)：PN結(jié)正偏，空間電荷區(qū)變窄；PN結(jié)反偏，空間電荷區(qū)變寬。場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻很高，分析時(shí)，可認(rèn)為輸入端開路。需注意兩者不同之處是受控源的控制量。 熟練掌握：共源、共漏組態(tài)放大電路工作原理；靜態(tài)工作點(diǎn)；用小信號(hào)模型分析增益、輸入、輸出電阻　 難點(diǎn)重點(diǎn)1．場(chǎng)效應(yīng)管放大電路與晶體管放大電路類比關(guān)系　　場(chǎng)效應(yīng)管和晶體管放大電路工作機(jī)理不同，但兩種器件之間存在電極對(duì)應(yīng)關(guān)系，即柵極G對(duì)應(yīng)基極，源極S對(duì)應(yīng)發(fā)射極，漏極D對(duì)應(yīng)集電極，但晶體三極管是電流控制器件，場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件。1已知一放大電路對(duì)數(shù)幅頻特性如圖，回答：（1）該電路由幾級(jí)阻容耦合電路組成？（2）每一級(jí)的ｆL及ｆH各是多少？（3）總的放大倍數(shù)|Ａvm|、ｆL、ｆH有多大？ 1電路如圖，設(shè)兩管β=100,ｒbb39。1電路如圖所示(用(a)增大,(b)減小,(c)不變或基本不變填空)①若將電路中Ce 由100μF ,改為10μF,則|Avm|將_______,ｆL將________,ｆH將 ________ ,中頻相移將 _________.②若將一個(gè)6800pF 的電容錯(cuò)焊到管子b,c兩極之間,則|Avm|將______, ｆL將_______, ｆH將________③若換一個(gè)ｆT較低的晶體管,則|Avm|將_______,ｆL將_______,ｆH將_______. [(Rc||RL)/(rbe+Re)]　[(Rc||RL)/rbe]　[(Rc||RL)/(Rb1||Rb2||rbe)] （1設(shè)圖所示的的放大電路處于正常放大狀態(tài)，各電容都足夠大。約為0)，則此放大電路的電壓放大倍數(shù)____。電容C1，C2和Ce都足夠大。可能出現(xiàn)波形兩頭都削平的失真。　　　在如圖所示的基本放大電路中，輸出端接有負(fù)載電阻RL，輸入端加有正弦信號(hào)電壓。 在由PNP晶體管組成的基本共射放大電路中，當(dāng)輸入信號(hào)為1KHz、5mV的正弦電壓時(shí)，輸出電壓波形出現(xiàn)了頂部削平的失真。A. Ic=,Ui=10mV,Uo= 　　=,Ui=10mV,Uo= 某同學(xué)為驗(yàn)證基本共射放大電路電壓放大倍數(shù)與靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系，在線性放大條件下對(duì)同一個(gè)電路測(cè)了四組數(shù)據(jù)。試判斷各晶體管的類型(是PNP管還是NPN管,是硅管還是鍺管),并區(qū)分e、b、c三個(gè)電極。為保證BJT共發(fā)射極放大器不產(chǎn)生削波失真，并要求在2K得負(fù)載上有不小于2V得信號(hào)電壓幅度，在選擇靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，就應(yīng)保證|ＩCQ|≥_______，|ＶCEQ|≥_______。（1）求電壓放大倍數(shù) ＡV=ＶO/Ｖi畫出放大電路的小信號(hào)等效電路。解：本放大電路為一兩級(jí)直接耦合放大電路，兩極都是共集電極組態(tài)。這里，要利用耦合電容兩端的電壓不變（因?yàn)闉榇箅娙?，在輸入信?hào)變化的范圍內(nèi)，其兩端的電壓認(rèn)為近似不變），如上題式子中的ＶCb1=ＶEB。說明：分析這類問題時(shí)，要抓住兩點(diǎn)：（1）發(fā)生飽和失真或截止失真與發(fā)射結(jié)的電壓有關(guān)（對(duì)于NPN型管子，為ｖBE；對(duì)于PNP型管子為ｖEB），發(fā)射結(jié)電壓過大（正半周），發(fā)生飽和失真；過?。ㄘ?fù)半周），發(fā)生截止失真。（圖略）(3)ｒbe=200+(1+β)26mA/ＩEQ =857ΩＡV=β(ＲC//ＲL)/ｒbe=(4)因?yàn)椋鯡B=ｖi+ＶCb1=ｖi+ＶEB從輸出波形可以看出，輸出波形對(duì)應(yīng)ｖs正半周出現(xiàn)失真，也即對(duì)應(yīng)ｖEB減小部分出現(xiàn)失真，即為截止失真。（4）若VO中的交流成分出現(xiàn)如圖所示的失真現(xiàn)象，問是截止失真還是飽和失真？為消除此失真，應(yīng)調(diào)節(jié)電路中的哪個(gè)元件，如何調(diào)整？解：(1)ＩB=ＶCC/Ｒb=40μAＶCE=()=4V(2)步驟：先分別從三極管的三個(gè)極（b、e、c）出發(fā)，根據(jù)電容和電源交流短接，畫出放大電路的交流通路；再將三極管用小信號(hào)模型替代；并將電路中電量用瞬時(shí)值或相量符號(hào)表示，即得到放大電路的小信號(hào)等效電路。綜合考慮。（3）輸出電壓的最大不失真幅度。此時(shí)，ＶCE=ＶCES=，ＩC=Vcc/Ｒe=3mA（2）當(dāng)開關(guān)Ｋ置B，同樣的方法可判斷三級(jí)管工作在放大區(qū)，ＩC=β．ＩB=（3）當(dāng)開關(guān)Ｋ置C，三級(jí)管工作在截止?fàn)顟B(tài)，ＩC=0、直流負(fù)載線如圖所示，試求：（1）電源電壓ＶCC、靜態(tài)電流ＩB、ＩC和ＶCE。例2．電路如圖所示，設(shè)半導(dǎo)體三極管的β=80，試分析當(dāng)開關(guān)K分別接通A、B、C三位置時(shí)，三級(jí)管各工作在輸出特性曲線的哪個(gè)區(qū)域，并求出相應(yīng)的集電極電流Ic。答：放大的原理是利用小信號(hào)對(duì)大信號(hào)的控制作用，利用ｖBE的微小變化可以導(dǎo)致ｉC的大變化。通常外接電容可以等效為RC高通電路，因而影響下限頻率，而三極管的極間電容可以等效為RC低通電路，因而影響上限頻率。4．波特圖　　為了能同時(shí)觀察到低頻和高頻段幅頻變化特性，在繪制幅頻特性曲線時(shí)，通常橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)均采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)形式，稱之為波特圖。（2）頻率失真：包括幅度失真和相位失真，均屬于線性失真。3．共基極電路　　電路特點(diǎn)：輸出電壓與輸入電壓同相，輸入電阻底，輸出電阻高，常用于高頻或?qū)掝l帶電路。 共射極電路又稱反相放大電路，其特點(diǎn)為電壓增益大，輸出電壓與輸入電壓反相，低頻性能差，適用于低頻、和多級(jí)放大電路的中間級(jí)。、共集電極電路和共基極電路特點(diǎn)1．共射極電路2．穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)方法：在放大電路中引電流負(fù)反饋（常用射極偏置電路）、采用補(bǔ)償法。偏置電路：一是提供放大電路所需的合適的靜態(tài)工作點(diǎn)；二是在環(huán)境溫度、電源電壓等外界因素變化時(shí)，保持靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。 方法：先畫出放大電路的交流通路（電容及電源交流短接），然后將三極管用小信號(hào)模型代替?！、谑芸仉娏髟吹拇笾?、流向取決于ｉb　③小信號(hào)模型適用的對(duì)象是變化量，因此電路符號(hào)不允許出現(xiàn)反映直流量或瞬時(shí)總量的大下標(biāo)符號(hào)。1．半導(dǎo)體三極管的小信號(hào)模型（1）三極管小信號(hào)模型的引出，是把三級(jí)管作為一個(gè)線性有源雙口網(wǎng)絡(luò)，列出輸入和輸出回路電壓和電流的關(guān)系，然后利用取全微分或泰勒展開的方法得到Ｈ參數(shù)小信號(hào)模型。 4．圖解分析法的特點(diǎn)　　圖解分析法的最大特點(diǎn)是可以直觀、全面地了解放大電路的工作情況，并能幫助我們理解電路參數(shù)對(duì)工作點(diǎn)的影響，并能大致估算動(dòng)態(tài)工作范圍，另外還可幫助我們建立一些基本概念，如交直流共存、非線性失真等。3．放大電路的非線性失真及最大不失真輸出電壓（1）飽和失真：靜態(tài)工作點(diǎn)偏高，管子工作進(jìn)入飽和區(qū)（NPN管，輸出波形削底；PNP管，輸出波形削頂）　?。?）截止失真：靜態(tài)工作點(diǎn)偏低，管子工作進(jìn)入截止區(qū)（NPN管，輸出波形削頂；PNP管，輸出波形削底）　 （3）最大不失真輸出電壓Vom　　如圖 Vom1=VCEVCES2．動(dòng)態(tài)分析（參閱難點(diǎn)重點(diǎn)）　　交流負(fù)載線：是放大電路有信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的軌跡，反映交、直共存情況。在線性部分，其端特性方程為ＶBE＝ＶCC－ＩB*ＲB將相應(yīng)的負(fù)載線畫在三極管的輸入特性曲線上，其交點(diǎn)便是所求的（ＩBQ，ＶBQ）。1．靜態(tài)分析 交流通路：交流信號(hào)的通路。（2）在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析：用放大電路的交流通路。放大電路中各電容開路即可得到。5．放大電路的分析步驟保證在直流基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不失真放 正確的外加電壓極性、合適的直流基礎(chǔ)、通暢的交流信號(hào)傳輸路徑4．放大電路的兩種工作狀態(tài)2．放大電路的特點(diǎn)　交直流共存和非線性失真3．放大電路的組成原則如果電路參數(shù)選擇合適，我們就能得到比△ｖi大得多的△ｖo?！　。镃流過電阻Ｒc，則Ｒc上的電壓也就發(fā)生變化：由ＶRc→ＶRc +△ＶRc。 對(duì)PNP型管，由于電壓和電流極性相反，所以特性在第三象限。 余，而集電極收集不足現(xiàn)象?！　★柡蛥^(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，隨著集電結(jié)反偏電壓的逐漸減小（并轉(zhuǎn)化為正向偏壓），集電結(jié)的空間電荷其特點(diǎn)是：ＶBE≈()，ＩB0，ＩC與ＩB成線性關(guān)系,幾乎與（2）輸出特性曲線　　輸出特性曲線是指當(dāng)ＩB為某一常數(shù)時(shí)，ＩC和ＶCE之間的關(guān)系，可分為三個(gè)區(qū)：截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射區(qū)不能發(fā)射載流子，ＩB≈0，ＩC≈0?！　√攸c(diǎn)：ＶCE=0的輸入特性曲線和二極管的正向伏安特性曲線類似；隨著ＶCE增大，輸入特性曲線右移；繼續(xù)增大ＶCE，輸入特性曲線右移很少?？刂谱饔?(ＩB對(duì)Ｉc ＩB＝（1α）ＩE ＩCBO Ｉc＝αＩE +ＩCBO控制作用)(ＩE對(duì)Ｉc（1）共基接法3．各極電流之間的關(guān)系　　為了表示發(fā)射極電流轉(zhuǎn)化為受控集電極電流Ic的能力，引入?yún)?shù)α，稱為共基極電流傳輸系數(shù)。 Si管：ＶBE= ＶE Si管：ＶBE= 對(duì)NPN型：Ｖc ＶB 內(nèi)部條件：三極管的結(jié)構(gòu)。（4）三個(gè)區(qū)作用：發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子、基區(qū)傳輸和控制載流子、集電區(qū)收集載流子。從后面工作原理的介紹中可以看到，發(fā)射極和集電極的命名是因?yàn)樗鼈円謩e發(fā)射與接收載流子。內(nèi)容提要：1．半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)（1）半導(dǎo)體三極管從結(jié)構(gòu)上可分為NPN型和PNP型兩大類，它們均由三個(gè)摻雜區(qū)和兩個(gè)背靠背的PN結(jié)構(gòu)成，但兩類三極管的電壓極性和電流方向相反。還可以看出，只有輸出信號(hào)的交流分量才是反映輸入信號(hào)變化的，所以我們說的放大作用，只能是輸出的交流分量和輸入信號(hào)的關(guān)系，而絕對(duì)不能把直流分量也包含在內(nèi)。輸出電壓與輸入電壓相位相反，這種現(xiàn)象稱為“倒相”，是共射放大電路的一個(gè)重要特征。雖然這些電流電壓的瞬時(shí)值是變化的，但它們的方向是始終不變的。交流負(fù)載線是有信號(hào)時(shí)放大電路工作點(diǎn)的軌跡，是交、直流共存的情況?！　D解法的思路是先根據(jù)輸入信號(hào)vi的的變化規(guī)律，在輸入特性曲線上畫出iB的波形，然后根據(jù)iB的變化規(guī)律在輸出特性曲線上畫出iC和vCE的波形。　　對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)分析，主要采用圖解法和微變等效電路法。由放大電路畫交流通路的原則是：（1）由于交流通路中只考慮交流信號(hào)的作用，直流電源Vcc內(nèi)阻很小，將它作短路處理；（2）由于耦合電容和旁路電容足夠大，對(duì)交流量可視為短路?！　∫话阌梅糯箅娐返慕涣魍穪矸治龇糯箅娐分懈鱾€(gè)交流量的變化規(guī)律及動(dòng)態(tài)性能。流過集電極的電流ＩC，除了包括由基區(qū)中的熱平衡少子電子通過集電結(jié)形成的電子電流ＩCN2和集電區(qū)中的熱平衡少子空穴通過集電結(jié)形成的空穴電流ＩCP所組成的反向飽和電流ＩCBO以外，還包括由發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的非平衡少子自由電子在基區(qū)通過邊擴(kuò)散、邊復(fù)合到達(dá)集電結(jié)邊界，而后由集電結(jié)耗盡層內(nèi)的電場(chǎng)將它們漂移到集電區(qū)所形成的正向電子傳輸電流ＩCN1，因此　　　?。蒀=ＩCN1+ＩCN2+ＩCP=ＩCN1+ＩCBO式中ＩCBO＝ＩCN2+ＩCP　　基極電流由以下幾部分組成：通過發(fā)射結(jié)的空穴電流ＩEP，通過集電結(jié)的反向飽和電流ＩCBO以及ＩEN轉(zhuǎn)化為ＩCN1過程中在基區(qū)的復(fù)合電流（ＩENＩCN1），即