【正文】 ib RL 圖 共集電極放大電路的微變等效電路 r`i CB + + + + + us － － C E B C B E + uo － Cb2 Rb2 RL Rb + uo － Re Cb1 ＋ VCC V RL Rc Rb1 ui rs + ui rs － + us － V (a) 電路圖 (b) 交流通路 圖 共基放大電路 （ 1）靜態(tài)分析 （ 2） 動(dòng)態(tài)分析 B βib ro ic ri + us － Rs ii uo － + ib ui － + Re E C rbe ie RL 圖 共基極微變等效電路 r`i ① 電壓放大倍數(shù) Au ② 輸入電阻 ri ③ 輸出電阻 ro 三種基本放大電路的比較 * 多級(jí)放大電路 圖 多級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)框圖 多級(jí)放大電路的耦合方式 （ 1） 保證信號(hào)在級(jí)與級(jí)之間能夠順利地傳輸； （ 2） 耦合后 ， 多級(jí)放大電路的性能必須滿足實(shí)際的要求 。 這給放大電路的分析 、 設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)了很大的方便 。 （ 2）缺點(diǎn)：因電容對(duì)交流信號(hào)具有一定的容抗，在信號(hào)傳輸過(guò)程中，會(huì)受到一定的衰減。此外，在集成電路中，制造大容量的電容很困難，所以這種耦合方式下的多級(jí)放大電路不便于集成 直接耦合 － + V2 V1 ＋ VCC Rb Re Rc2 Rc1 + ui － uo 圖 直接耦合放大電路 1． 優(yōu)點(diǎn)：既可以放大交流信號(hào) ， 也可以放大變化非常緩慢 （ 直流 ） 的信號(hào)；電路簡(jiǎn)單 ， 便于集成 ， 所以集成電路中多采用這種耦合方式 。（第 5章將討論零點(diǎn)漂移問(wèn)題。 改變變壓器的匝數(shù)比 ， 容易實(shí)現(xiàn)阻抗變換 ， 因而容易獲得較大的輸出功率 。同時(shí)頻率特性差，也不能傳送直流和變化非常緩慢的信號(hào)。 三極管具有放大作用的內(nèi)部條件和外部條件各是什么 ？ 為什么說(shuō)三極管放大作用的本質(zhì)是電流控制作用 ？ 如何用三極管的電流分配關(guān)系來(lái)說(shuō)明它的控制作用 ？ 試在特性曲線上指出三極管的三個(gè)工作區(qū)：放大區(qū) 、 截止區(qū) 、 飽和區(qū) 。 本章重點(diǎn) : l 結(jié)型 、 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理 、 輸出特性 、 轉(zhuǎn)移特性及主要參數(shù) l 共源 、 共漏極放大電路的工作原理 場(chǎng)效應(yīng)管的偏置方式及靜態(tài)工作點(diǎn)的求法 概述 場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn) 場(chǎng)效應(yīng)管的分類 場(chǎng)效應(yīng)管與晶體三極管的比較 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 1 結(jié)構(gòu) 第 3章 場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路 柵極 G N＋ N－ P－ P+ 柵極 G S 源極 S 源極 D 漏極 D 漏極 N 型 溝 道 P 型 溝 道 D S G S D G （ c） N溝道 （ a） N型溝道 （ b） P型溝道 （ d） P溝道 圖 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào) 2. 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理 P＋ P+ S D 耗 盡 層 N G P＋ P+ S D 耗 盡 層 N VDD （ a） uGS=0,uDS=0時(shí)的情況 （ b） uGS=0,uDS|VP|時(shí)的情況 耗盡層 G P＋ P+ S D N P＋ iD趨于飽和 iD飽和 VDD 耗盡層 G P＋ P+ S D N P＋ A （ c） uGS=0,uDS=|VP|時(shí)的情況 （ d） uGS=0,uDS|VP|時(shí)的情況 圖 改變 uDS時(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)導(dǎo)電溝道的變化 iD/mA uDS/V U(BR)DS |VP| 0 IDSS G P＋ P+ S D N 耗 盡 層 耗 盡 層 VDD （ a） UGs=0時(shí) （ b） uGS≤VP時(shí)溝道被夾斷 圖 3. 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線 （ 1） 轉(zhuǎn)移特性 圖 N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線 uGS/V iD/mA IDSS UGS（ off） － 4 － 3 － 2 － 1 0 － 5 4 3 2 1 UDS=12V （ 2）輸出特性 uDS/V 夾斷區(qū) 恒流區(qū) (放大區(qū) ) uGS=0V 2 4 6 8 10 12 14 16 18 可變電阻區(qū) 4V 3V 2V iD/mA 5 4 3 2 1 0 1V 擊穿區(qū) 圖 N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管輸出特性曲線 ① 可變電阻區(qū)：當(dāng)漏源電壓 uDS很小時(shí) ， 場(chǎng)效應(yīng)管工作于該區(qū) 。 在柵 、 源電壓 uGS一定時(shí) ， 溝道電阻也一定 ， iD隨 uGS增大而線性增大 。 可以看出 ， 柵源電壓 uDS無(wú)關(guān) ， 我們稱這個(gè)區(qū)域?yàn)楹懔鲄^(qū) ， 也稱為放大區(qū) 。 ② 恒流區(qū)：隨著 uDS增大到一定程度 ， iD的增加變慢 ， 以后 iD基本恒定 ， 而與漏源電壓 uDS無(wú)關(guān) ， 我們稱這個(gè)區(qū)域?yàn)楹懔鲄^(qū) ， 也稱為放大區(qū) 。 ③ 擊穿區(qū)：如果繼續(xù)增大 uDS到一定值后 ， 漏 、 源極之間會(huì)發(fā)生擊穿 ， 漏極電流 iD急劇上升 ， 若不加以限制 ， 管子就會(huì)損壞 。 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管 1. 增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理 (1) 結(jié)構(gòu)及符號(hào) g 襯底引線 d g s SiO2 P型硅襯底 N N d s d s g （ a） N溝道結(jié)構(gòu)圖 （ b） N溝道符號(hào)圖 （ c） P溝道符號(hào) 圖 增強(qiáng)型 MOS管結(jié)構(gòu)及符號(hào)圖 (2) 工作原理 s iD UDD UGG d g P型硅襯底 N N 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS管工作原理 (3) 特性曲線 2 4 6 8 4 3 2 1 0 iD/mA uGS/V UGS(th)=3V uDS=10V 2 4 6 8 10 12 14 16 18 6V 3V 5V uDS/V iD/mA 5 4 3 2 1 0 圖 N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線 (a) 轉(zhuǎn)移特性 （ b）輸出特性 耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理 襯底引線 d g s P型硅襯底 N N d s g d s g （ a） N溝道結(jié)構(gòu)圖 (b)N溝道符號(hào) (c)P溝道符號(hào) 圖 耗盡型 MOS管結(jié)構(gòu)及符號(hào)圖 uDS/V 2 4 6 8 10 12 14 16 5 4 3 2 1 0 3V 1V － 1V － 2V iD/mA 12 10 8 6 4 2 0 0V uGS＝ 2V UGS(off) IDSS 12 10 8 6 4 2 uGS/V iD/mA uDS=常數(shù) （ a）轉(zhuǎn)移特性 （ b）輸出特性 圖 N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線 場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù) 夾斷電壓 UGS(off)：實(shí)質(zhì)上是使 iD＝ 0時(shí)所需的 uGS值 。 3 低頻互導(dǎo)（跨導(dǎo)） gm 4 最大耗散功率 PDM 場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)及使用注意事項(xiàng) 場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè) 1． 管腳的判別 2． 質(zhì)量判定 場(chǎng)效應(yīng)管使用注意事項(xiàng) MOS管柵 、 源極之間的電阻很高 ， 使得柵極的感應(yīng)電荷不易泄放 ， 因極間電容很小 ， 幫會(huì)造成電壓過(guò)高使絕緣層擊穿 。 焊接時(shí) ， 電烙鐵的外殼應(yīng)良好地接地 ， 或燒熱電烙鐵后切斷電源再焊 。但有些場(chǎng)效應(yīng)晶體管在內(nèi)部已將襯底與源極接在一起 ， 只引出 3個(gè)電極 ， 這種管子的漏極與源極不能互換 。 在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí) ， 要注意漏 、 源電壓 、 漏源電流及耗散功率等 ， 不要超過(guò)規(guī)定的最大允許值 。 * 場(chǎng)效應(yīng)管放大器的微變等效電路分析法 1． 場(chǎng)效應(yīng)管的等效電路 － iD iD + gmugs rD － + rgs + － uDS G + － D S uGS ugs uds (a)場(chǎng)效應(yīng)管在共源接法時(shí)的雙口網(wǎng)絡(luò) （ b） 低頻等效電路 圖 場(chǎng)效應(yīng)管微變等效電路 應(yīng)用微變等效電路法分析場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 + + － Rg2 Rg1 Rg3 RD iD － + gmugs rD + rgs ui u0 Rg2 Rg3 Rg1 C RSS RD +VDD + － uo G + － D S ui (a) 電路圖 （ b） 微變等效電路 圖 共源極電路及其微變等效電路 （ 1） 大倍數(shù)電壓放 2 入電阻 3 輸出電阻 3． 三種基本放大電路的性能比較 思 考 題 考慮 P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)電源極性的要求 ， 試畫出由這種類型管子組成的共源放大電路 。 試在具有四象限的直角坐標(biāo)上分別畫出各種類型場(chǎng)效應(yīng)管 （ 包括 N溝道 、 P溝道 MOS增強(qiáng)型和耗盡型 ， JFET P溝道 、 N溝道耗盡型 ） 的轉(zhuǎn)移特性示意圖 ， 并標(biāo)明各自的開啟電壓或夾斷電壓 。 思考題與練習(xí)題 本章重點(diǎn) : l 反饋極性 、 類型的判斷 l 負(fù)反饋對(duì)電路性能的影響 l 深度負(fù)反饋電路的估算 反饋的定義及概念 + + + + C2 RL UBE Re Ui C2 C1 ＋ VCC V Rb Uo Ui URE Re C1 Uo Ie I1 Rb2 ＋ VCC V RL