场效应管共源放大电路
场效应管三种组态放大电路特点
场效应管三种组态放大电路特点
场效应管有三种组态放大电路，分别是共源放大电路、共漏放大电路和共栅放大电路。
它们的特点如下：
1. 共源放大电路：
- 输入电压是输入信号的电压变化，输出电压是负载电阻上的电压变化。
- 具有电压放大和电流放大的作用，电压增益较大。
- 输入电阻高，输出电阻低。
- 可以实现单端放大，但需要外部耦合电容。
2. 共漏放大电路：
- 输入电压是输入信号的电压变化，输出电压是源极电压的变化。
- 具有电压放大和电流放大的作用，电压增益较大。
- 输入电阻低，输出电阻高。
- 适用于低频信号放大，对高频信号响应较差。
3. 共栅放大电路：
- 输入电压是栅极电压的变化，输出电压是负载电阻上的电压变化。
- 具有电压放大和电流放大的作用，电压增益较小。
- 输入电阻低，输出电阻高。
- 适用于高频信号放大，对低频信号响应较差。
这三种组态放大电路根据不同的应用需求选择，能够满足不同频率
范围、电压增益和输入输出特性的要求。
mos放大电路类型
mos放大电路类型mos放大电路是一种常用的电子放大器电路，主要用于放大小信号。
它由金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）构成，通过控制栅极电压来控制电流，实现信号的放大。
我们来了解一下mos放大电路的基本原理。
mos放大电路是由一个MOSFET管子和相应的电路组成的。
MOSFET管子是一种三端器件，由源极、漏极和栅极组成。
其中，源极和漏极是与导通电流有关的两个端子，栅极则用来控制导通电流的大小。
mos放大电路的工作原理是：当控制栅极电压为零时，MOSFET处于截止状态，没有电流通过，即电流放大器工作在关闭状态；当控制栅极电压增大到一定程度，MOSFET进入饱和区，电流增大，即电流放大器工作在开启状态。
通过调整栅极电压的大小，可以控制电流的大小，从而实现对信号的放大。
mos放大电路有很多类型，常见的有共源放大电路、共漏放大电路和共栅放大电路。
我们来看一下共源放大电路。
共源放大电路是将信号输入到MOSFET 的栅极上，输出在漏极上。
在共源放大电路中，漏极电流与栅极电压的关系是非线性的，漏极电流的变化会导致输出电压的变化。
共源放大电路具有电压增益大、输入电阻较大的特点，常用于低频放大电路。
我们来看一下共漏放大电路。
共漏放大电路是将信号输入到MOSFET 的栅极上，输出在源极上。
在共漏放大电路中，输出电压与输入电压之间的关系是线性的，输出电压等于输入电压的放大倍数。
共漏放大电路具有电压增益小、输入电阻大、输出电阻小的特点，常用于高频放大电路。
我们来看一下共栅放大电路。
共栅放大电路是将信号输入到MOSFET 的漏极上，输出在源极上。
在共栅放大电路中，输入电压与输出电压之间的关系是线性的，输出电压等于输入电压的放大倍数。
共栅放大电路具有电压增益小、输入电阻小、输出电阻大的特点，常用于射频放大电路。
总的来说，mos放大电路是一种常见的电子放大器电路，通过控制栅极电压来控制导通电流的大小，实现对信号的放大。
共源极放大电路增益计算
共源极放大电路增益计算共源极放大电路是一种常见的放大电路，它在电子设备中有着广泛的应用。
本文将从增益计算的角度，对共源极放大电路进行详细介绍。
我们需要了解共源极放大电路的基本结构和原理。
共源极放大电路由一个场效应管（通常是N沟道MOSFET）构成，该管的栅极与信号源相连，漏极与负载电阻相连，源极接地。
通过对栅极施加不同的电压信号，可以控制漏极电流的大小，从而实现电压信号的放大。
接下来，我们将重点讨论共源极放大电路的增益计算。
在共源极放大电路中，增益可以分为电压增益和功率增益两种。
首先是电压增益的计算。
电压增益是指输出电压与输入电压之间的比值。
在共源极放大电路中，电压增益可以通过以下公式来计算：电压增益(Av) = -gm * RL其中，gm表示场效应管的跨导，RL表示负载电阻。
跨导是指单位栅极-源极电压变化引起的漏极电流变化的比值。
负载电阻则是指连接在漏极和电源之间的电阻。
通过调节跨导和负载电阻的大小，可以改变电压增益的值。
功率增益是指输出功率与输入功率之间的比值。
功率增益可以通过以下公式来计算：功率增益(Ap) = -gm^2 * RL从公式可以看出，功率增益与电压增益相比，多了一个跨导的平方项。
这是因为功率增益不仅与电压增益有关，还与输入信号的功率有关。
通过调节跨导和负载电阻的大小，可以改变功率增益的值。
需要注意的是，上述公式中的负号表示输出信号与输入信号之间的相位差为180度，即反相。
这是由于共源极放大电路的特性决定的。
在实际应用中，为了获得更高的增益，可以采取一些增益增强技术。
例如，可以使用级联放大电路来实现更高的增益。
级联放大电路将多个共源极放大电路连接在一起，输出信号经过多级放大，从而实现更高的增益。
为了提高共源极放大电路的性能，还可以采取一些补偿措施。
例如，可以增加源极电阻，以提高电路的稳定性和频率响应。
另外，可以采用负反馈的方法，通过将部分输出信号反馈到输入端，来抑制非线性失真和增加电路的线性范围。
3.5 场效应管放大电路
图3-21（c）
问题：自给偏压电路适合于增强型管子吗？
2、分压式偏置共源放大器 Rg3的加入目的是提高输入阻抗。
U GS = U G - U S =
Rg2 R g1 + R g 2
VDD - I DQ R s
1）静态分析
ID
U GSQ = ID O 1 U GS th
Rd
+V DD
Rg
Rs
VDD RD RS
iD/mA
UDS一定
uGS=0V -1V -2V -3 V -4 V VDD uDS/V
(b)输出特性曲线
-4
-3
-2
-1
0
uGS/V 0
(a)转移特性曲线
图3-22 FET放大器的图解法
第3步，根据式UGS=-IDRs在转移特性曲线上作偏置 线，偏置线与转移特性曲线的交点就是转移特性上 的工作点Q（UGSQ，IDQ）， 第4步，由ID向输出特性曲线作水平线，与直流负载 线的交点为输出特性曲线的工作点Q（UDSQ,IDQ）。
U GS
1 rds
gm（中低频跨导）的物理意义:当uDS为常数时ΔiD和ΔuGS的比值； 几何意义：转移特性曲线中Q点处的斜率； rds(共源极输出阻抗)，其物理意义是uGS为常数时ΔuDS和ΔiD的比 值； 其几何意义是输出特性曲线中Q点处斜率的倒数， rds ≈∞
i i i D D i g d g D + + + I g u DSS g I DSS u + d D g s g m m s I
R g1 _ R g2
d
uo R L
R g1 _
Rs
uo
_
怎样使用场效应管进行信号放大
怎样使用场效应管进行信号放大场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常用的半导体器件，广泛应用于电子电路中的信号放大。
它通过控制电场，来改变导电性能，实现对电流的放大和控制。
本文将介绍如何使用场效应管进行信号放大，包括基本原理、电路连接方式、参数选择以及注意事项。
一、基本原理场效应管通过改变栅极电压来控制源漏电流的变化，从而实现信号放大。
其基本原理是通过栅电场中载流子的驱动作用，改变导电层中电流的通道形成与阻断，从而调控漏电流。
FET的主要特点是输入电阻高、输出电阻低、增益稳定，适用于高频放大和开关电路。
二、电路连接方式1. 共源极放大电路共源极放大电路是应用场效应管进行信号放大的基本电路连接方式之一。
如下图所示：[图示：共源极放大电路]在该电路中，场效应管的栅极作为输入端，源极作为输出端，漏极接地。
输入的小信号电压通过C1耦合到栅极，经过放大后，输出信号通过C2耦合到负载电阻RL。
通过调整栅极的直流电压，可以改变输出信号的幅度和极性。
2. 共漏极放大电路共漏极放大电路是另一种常见的场效应管信号放大电路，其连接方式如下图所示：[图示：共漏极放大电路]在该电路中，场效应管的漏极作为输入端，源极作为输出端，栅极接地。
输入信号经过C1耦合到漏极，经过放大后，输出信号通过R2耦合到负载电阻RL。
共漏极放大电路的优点是输入输出阻抗稳定，适用于高频应用。
三、参数选择在选择场效应管进行信号放大时，需考虑以下几个关键参数：1. 静态工作点：栅极电压和漏极电流的选择要保证在合适的工作区域，通常选择在饱和区或放大区工作，确保信号放大的线性度和稳定性。
2. 转导：转导是指单位栅极电压变化时，导通电流的变化量。
转导越大，信号放大效果越好。
3. 空载电压增益：空载电压增益是指输出信号幅度与输入信号幅度的比值。
选择合适的场效应管，可以获得较高的空载电压增益。
4. 输入输出阻抗：输入输出阻抗决定了信号的传输效率和匹配性。
课程设计Multisim-场效应管共源放大电路的研究
Multisim 应用举例——场效应管共源放大电路的研究一、目的研究场效应管输入输出波形、影响电压放大倍数的参量以及栅极、漏极、源极的电压和电流的值。
二、仿真电路在Multisim 10中仿真电路如下图（a）所示：搭建场效应管共源放大实验电路（R2=200KΩ），并存盘；将电路的输入输出接入示波器的A、B端，在场效应管的栅极、漏极、源极分别标记g、d、s以方便进行在路动态测量，然后启动仿真开关，进行仿真测量。
（a）仿真电路（b）R2=200K输入、输出波形依次从仪器库中调出3个测量笔分别放置在电路中场效应管的栅极、漏极、源极的g、d、s 端，启动仿真开关，进行在路动态测量，如图（c）所示。
（c）R2=200K效应管共源放大实验电路仿真测量（d）R2=220KΩ输入、输出波形（e）R2=220KΩ效应管共源放大实验电路仿真测量三、仿真内容分别测量R2=200K和R2=220K时电路中场效应管的栅极、漏极、源极（即g、d、s端）的电流和电压的峰—峰值、有效值、直流值，以及效应管共源放大电路的输入、输出波形。
四、仿真结果R2=200K和R2=220K时电路中场效应管共源放大电路仿真测量数据如下表所示：五、结论（1）由仿真结果可知，调节R2的大小可以改变放大电路的静态工作点和动态参数。
电阻R2增大时，V gs减小，Vds增大，Id减小，|Av|减小。
即是说，调整电阻R2可调整V gs、Id，从而可以调整放大倍数|Av|，或者说场效应管放大电路的电压放大倍数|Av|是受栅极—源极间的电压Vgs来控制的。
（2）仿真测量的电压放大倍数与理论分析计算的电压放大倍数基本一致，说明仿真实验对实际电路调试具有指导意义。
（3）用Multisim 10的直流扫描分析功能可以测试场效应管的转移特性。
电工技术电子技术-清华-20场效应管共源极放大电路
r = 20o19/11/2
RS 1+gm RS
=10/(1+3电工技1术0)=0.323 k
场效应管放大电路小结
(1) 场效应管放大器输入电阻很大。
(2)场效应管共源极放大器(漏极输出)输入输 出反相，电压放大倍数大于1；输出电阻 =RD。
(3)场效应管源极跟随器输入输出同相，电 压放大倍数小于1且约等于1；输出电阻小。
R1=150k R2=50k RG=1M uo RD=10k RS=10k RL=10k
无输入信号时（ui=0），
估算：U 和 I 2019/11/2
DS
D。 电工技术
gm =3mA/V
UDD=20V
直流通道
+UDD+20V
R1 150K
I RD 10K
D
D
IG
RG G
UDS
S
1M RS
R1
C1
150K G
D C2
R2=50k RG=1M RS=10k
RG1M
S
RL=10k
ui
R2
RS RL
10K 10K
uo gm =3mA/V
50K
UDD=20V
gm RL AV= 1+gm RL =[3 (10//10) ]/[1+3 (10//10) ]=0.94
ri=RG+R1//R2 =1+0.15//0.05=1.0375 M
4. 晶体管CE间的微变等效电路
iC
ib
iC
rbe
流控电流源
ib rce
uC
E uCE
在线2019性/11/2放大区，rce很大，电可工技忽术 略
场效应管共源放大电路
G
D id
- gmR'D
=
1 + gmRs
RG
Ugs
gmUgs rds
Ui
S
RD RL Uo
R1 R2
RS
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未接Cs时
AU =
- gmR'D 1 + gmRsFra bibliotekRGUi
G
D Id
Ugs
gmUgs rds
S
RD RL Uo
r'i=RG+(R1//R2) ≈RG
R1 R2
R
r'o ≈ RD
S
r'i
544/73. 2. 3 场效应管三种基本放大电路
场效应管放大电路的组成只能有三种连接方式： ① 共源极（CS, Common-Source）放大电路 ② 共漏极（CD, Common-Drain）放大电路 ③ 共栅极（CG, Common-Gate）放大电路
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1. 共源放大电路
•直流分析
AU= -gm(RD//RL) r'i=RG+(R1//R2) ≈RG r'o =RD
共源放大电路特点： 电压增益高， 输入电阻高， 输出电阻较高， 输出电压与输入电压反相。
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
r'o
接入Cs时
AU= -gm(RD//RL)
r'i=RG+(R1//R2) ≈RG r'o =RD
Rs的作用是提供一个直流栅源电 压、引入直流负反馈来稳定工作点。 但它同时对交流也起负反馈作用，使 电路的放大倍数降低。
接入CS可以消除RS对交流的负反 馈作用。（详见反馈章节）
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4.2.3 场效应管三种基本放大电路
场效应管放大电路的组成只能有三种连接方式：
①共源极（CS, Common-Source）放大电路
②共漏极（CD, Common-Drain）放大电路
③共栅极（CG, Common-Gate ）放大电路
1. 共源放大电路
•直流分析
U GS = U G -U S
-I
D R S
2
G S D D SS G S,th
(1)U
I I U =-U GSQ 和I DQ
U DSQ =E D -I DQ (R S +R D )
D 212
E R R R
+=
一般r ds 较大可忽略
i d G
R G R 1R 2R D R L D r ds R S S U gs
U i U o
未接C s 时
i
o U U U A =- g m U gs (R D //R L )U gs + g m U gs R s =- g m R 'D 1+ g m R s R 'D =R D //R L •交流分析
g m U gs
I d G R G R 1R 2R D R L D r ds R S g m U gs U gs U i U o S 未接C s 时
U A =- g m R 'D
1+ g m R s
r 'i r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R G
r 'o r 'o ≈ R D
接入C s 时
A U = -g m (R D //R L )
r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R G
r 'o =R D R s 的作用是提供一个直流栅源电压、引入直流负反馈来稳定工作点。
但它同时对交流也起负反馈作用，使电路的放大倍数降低。
接入C S 可以消除R S 对交流的负反
馈作用。
（详见反馈章节）
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共源放大电路小结：
共源放大电路特点：
电压增益高，
输入电阻高，
输出电阻较高，
输出电压与输入电压反相。
A U = -g m (R D //R L )
r 'i =R G +(R 1//R 2)≈R G r 'o =R
D
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制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组。