场效应三极管放大电路的分析方法

发布 2019-06-26 01:21:37 阅读 3423

3.3 场效应三极管放大电路的分析方法

3.3.1 共源组态基本放大电路

对于采用场效应三极管的共源基本放大电路,可以与共射组态接法的基本放大电路相对应,只不过场效应三极管是电压控制电流源,即vccs。共源组态的基本放大电路如图03.28所示。

与较共源和共射放大电路比较,它们只是在偏置电路和受控源的类型上有所不同。只要将微变等效电路画出,就是一个解电路的问题了。

a)采用结型场效应管b)采用绝缘栅场效应管

图03.28 共源组态接法基本放大电路

(1) 直流分析

图03.29 共源基本放大电路的直流通路

将共源基本放大电路的直流通路画出,如图03.29所示。图中rg1、rg2是栅极偏置电阻,r是源极电阻,rd是漏极负载电阻。

与共射基本放大电路的rb1、rb2,re和rc分别一一对应。而且只要结型场效应管栅源pn结是反偏工作,无栅流,那么jfet和mosfet的直流通路和交流通路是一样的。

根据图03.29可写出下列方程。

vg=vddrg2/(rg1+rg2)

vgsq= vg-vs= vg-idqr

idq= idss[1-(vgsq /vgs(off))]2

vdsq= vdd-idq(rd+r)

于是可以解出vgsq、idq和vdsq。

(2) 交流分析

画出图03.28电路的微变等效电路,如图03.30所示。

与双极型三极管相比,输入电阻无穷大,相当开路。vccs的电流源 s还并联了一个输出电阻rds,在双极型三极管的简化模型中,因输出电阻很大视为开路,在此可暂时保留。其它部分与双极型三极管放大电路情况一样。

图03.30 微变等效电路

① 电压放大倍数

输出电压为。

如果有信号源内阻rs时。

gmrl′ri / ri +rs)

式中ri是放大电路的输入电阻。

② 输入电阻

③ 输出电阻

为计算放大电路的输出电阻,可按双口网络计算原则将放大电路画成图03.31的形式。

图03.31 计算ro的电路模型

将负载电阻rl开路,并想象在输出端加上一个电源 ,将输入电压信号源短路,但保留内阻。然后计算 ,于是。

3.3.2 共漏组态基本放大电路

共漏组态基本放大电路如图03.32所示,其直流工作状态和动态分析如下。

图03.32 共漏组态放大电路图03.33 共漏放大电路的直流通路

(1) 直流分析

将共漏组态接法基本放大电路的直流通路画于图03.33之中,于是有。

vg=vddrg2/(rg1+rg2)

vgsq= vg-vs= vg-idqr

idq= idss[1-(vgsq /vgsoff)]2

vdsq= vdd-idqr

由此可以解出vgsq、idq和vdsq。

(2) 交流分析

将图03.32的cd放大电路的微变等效电路画出,如图03.34所示。

图03.34 共漏放大电路的微变等效电路。

①电压放大倍数

由图03.34可知。

为正,表示输入与输出同相,当gmrl′>>1时, ≈1。

比较共源和共漏组态放大电路的电压放大倍数公式,分子都是gmrl’,分母对共源放大电路是1,对共漏放大电路是(1+ gmrl′)。

②输入电阻

③输出电阻

计算输出电阻的原则与其它组态相同,将图03.34改画为图03.35。

图03.35 求输出电阻的微变等效电路

3.3.3 共栅组态基本放大电路

共栅组态放大电路如图03.36所示,其微变等效电路如图03.37所示。

图03.36共栅组态放大电路图03.37 共栅放大电路微变等效电路

(1)直流分析

与共源组态放大电路相同。

(2)交流分析

①电压放大倍数

②输入电阻

③输出电阻

ro≈rd3.3.4 三种接法基本放大电路的比较

三种基本放大电路的比较如下。

组态对应关系 ce / cb / cccs / cg / cd

例 1例 2

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