第7章2场效应管放大 《电路与模拟电子技术原理》课件

制漏极和源极之间的电流。
由于栅极电流为零，场效应管的漏极 电流与源极电流相等。
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场效应管的电压偏置及电流方向
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场效应管电压偏置及电流方向（续）
N沟道管的漏极电位高于源极电位，电 流从漏极流向源极；
P沟道管的漏极电位低于源极电位，电 流从源极流向漏极。
漏源电压uDS的存在是形成漏极电流iD 的原因和必要条件。
要让场效应管放大电路实现对输入信 号的放大，也必须确保场效应管能够 不失真地工作在恒流区（饱和区）， 而要实现这一点，就必须给场效应管 提供合适的偏置，
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1．自偏压电路
由于iG＝0， 以及电容C1的 隔直作用，栅
极电阻RG上不 可能有直流电
流流过，所以
栅极直流电压
UG＝0。
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uDS对载流子运动（iD）的影响
（1）uDS是用来形成iD的，所以iD理应受 uDS的影响，二者存在正相关性；
但是uDS和iD之间的数值关系受到沟道变 化的重大影响。
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uGS对沟道的影响
（2）uGS是用来改变沟道的，
如果uGS引起沟道夹断，则iD＝0； 在沟道畅通的情况下，uGS还会改变沟道
分析方法可以使用估算法（等效电路 法）或图解法。
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1．场效应管放大电路的静态分析
场效应管放大电路静态分析的思路，是首 先确定管子的工作状态，再计算此工作状 态下的静态工作点（IDQ，UGSQ，UDSQ）。
应记住场效应管是一种电压控制器件，栅 极只需要偏压，不需要偏流（IG＝0），所 以漏极电流恒等于源极电流（iD＝iS）。
的宽窄，进而改变漏极和源极之间的导
电特性，从而改变uDS和iD的比例系数， 这相当于漏极和源极之间的存在着一个
受uGS控制的可变电阻。
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uGS与uDS 共同改变沟道
（3）uGS对沟道的改变又受到uDS的影响。
预夹断时，电流iD在uDS变化时基本保持 稳定。
（请详细阅读教材）
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N沟道耗尽型FET工作状态（续）
可变电阻区：
栅源电压够高，保证沟道存在； 漏源电压够低，沟道未发生预夹断
UP＜UGS＜0，0≤UDS≤UGS-UP
IDIDS2 S1U U G PS U U DPSU U D PS 2
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7.3.2 场效应管放大电路的组成
共栅、共漏、共源
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7.3.1 场效应管放大电路的工作原理
场效应管的栅极、漏极和源极分别对应晶 体管的基极、集电极和发射极，
场效应管放大电路也可以组成共栅、共漏、 共源放大电路。
要让场效应管放大电路实现对输入信号的 放大，也必须确保场效应管能够不失真地 工作在恒流区（饱和区），
而要实现这一点，就必须给场效应管提供 合适的偏置（自偏压和分压式偏压 ）
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自偏压电路（续）
又因为场效应管的iD＝iS，于是源极直流电 压US就等于源极电阻Rs上的直流电压：
US＝RsID
于是栅源电压
UGS＝UG－US＝－IDRs
ID为零时，UGS＝0，耗尽型FET的导电沟道 就已经存在。
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自偏压电路（续）
自偏压电路要求栅极无电压时就存在 导电沟道，所以只能适用于耗尽型场 效应管。
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场效应的外部偏置条件
N沟道场效应管工作在恒流区的外部偏置条 件是uDS过高导致uGD过低，低到不足以维持 沟道畅通的程度。
此时沟道发生预夹断，iD基本上不随uDS变 化而取决于uGS的值，并以转移特性来表示。
当uDS较小时，场效应管不会发生预夹断， 也就不会进入恒流区，而是工作在可变电 阻区，此时的iD既取决于uDS，又取决于uGS。
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2．场效应管工作状态的确定
场效应管的工作状态，既可以从电压角度 来判断，也可以从电流角度来判断。
从电压角度看，场效应管的外加电压必 须能够确保“沟道预夹断”——uGS能确 保沟道存在，uDS能确保沟道预夹断。
从电流角度看，场效应管的控制特性以 平方关系出现。
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电路与模拟电子技术 原理
第七章 基本放大电路
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第7章 基本放大电路
7.1 放大电路概述 7.2 晶体管放大电路 7.3 场效应管放大电路 7.4 功率放大电路 7.5 多级放大电路2020/10/3 Nhomakorabea2
7.3 场效应管放大电路
任何元件，只要能够实现变量之间的控制 特性，就可以用来构成放大器。
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场效应管电压偏置及电流方向（续）
以N沟道管为例，因为自由电子从源极
流向漏极（电流方向从漏极指向源
极），所以要求uDS＞0（漏极电位必 须高于源极电位），
uDS增大将导致iD增大，但是uDS和iD之 间的这种正相关性，却受到栅极电压
（用uGS表示）作用的强烈影响。
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N沟道耗尽型FET工作状态
截止区：
栅源电压过低，导致沟道夹断
UGS＜UP iD＝0
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N沟道耗尽型FET工作状态（续）
恒流区：
栅源电压够高，保证沟道存在； 漏源电压过高，沟道预夹断
UP＜UGS＜0，UDS＞UGS-UP
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ID IDSS1UUGPS
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利用晶体管工作在放大区时，集电极电流iC 受基极电流iB控制（iC＝βiB）这一特征，可 以构成晶体管放大电路。
利用场效应管工作在恒流区时，漏极电流iD 受栅源电压uGS控制的特性，也可以构成场 效应管放大电路。
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1．深入理解场效应管
场效应管的栅极、漏极和源极
源极的意思是“载流子之源” 漏极的意思是“载流子之漏” 栅极这个名词来自电子管，其作用是控
结型场效应管在没有栅极电压的时候 也存在导电沟道，所以也属于耗尽型 场效应管。
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2．分压式偏置电路
分压式偏置 既适用于增 强型场效应 管也适用于 耗尽型场效 应管。
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7.3.3 场效应管放大电路的近似估算
场效应管放大电路的分析与晶体管类 似，也要先进行直流分析，得到静态 工作点；再进行动态分析，得到放大 倍数、输入电阻、输出电阻等交流参 数。