本章重點內容l(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 、 重量輕等優點 。 （ 2）缺點：因電容對交流信號具有一定的容抗，在信號傳輸過程中，會受到一定的衰減。尤其對于變化緩慢的信號容抗很大，不便于傳輸。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． 優點：既可以放大交流信號 ， 也可以放大變化非常緩慢 （ 直流 ） 的信號；電路簡單 ， 便于集成 ， 所以集成電路中多采用這種耦合方式 。 2． 缺點：存在著各級靜態工作點相互牽制和零點漂移這兩個問題。（第 5章將討論零點漂移問題。 變壓器耦合 （ 1） 優點：因變壓器不能傳輸直流信號 ， 只能傳輸交流信號和進行阻抗變換 ，所以 ， 各級電路的靜態工作點相互獨立 ， 互不影響 。 改變變壓器的匝數比 ， 容易實現阻抗變換 ， 因而容易獲得較大的輸出功率 。 （ 2）缺點：變壓器體積大而重，不便于集成。同時頻率特性差，也不能傳送直流和變化非常緩慢的信號。 + C2 + + RL T2 T1 Ce C1 Rb12 Rb22 Rb21 Rb11 ＋ VCC + uo － + ui － Re2 Re1 V2 V1 圖 變壓器耦合放大電路 組合放大電路 1． 共發－共基組合放大電路 － R`L V2 V1 RL Rb uo － + + us － － + ui rs R`L V2 V1 RL Rb uo + us － － + ui rs 圖 共發－共基組合放大器的交流通路 圖 共集－共發組合放大器的交流通路 2．共集 共發組合放大電路 （ 1）電壓放大倍數 （ 2） 輸入電阻 （ 3） 輸出電阻 思 考 題 基本放大電路由哪些必不可少的部分組成 ？ 各元件有什么作用 ？ 試畫出 PNP型三極管的基本放大電路 ， 并注明電源的實際極性 ， 以及各電極實際電流方向 。 三極管具有放大作用的內部條件和外部條件各是什么 ？ 為什么說三極管放大作用的本質是電流控制作用 ？ 如何用三極管的電流分配關系來說明它的控制作用 ？ 試在特性曲線上指出三極管的三個工作區：放大區 、 截止區 、 飽和區 。 三極管發射極與集電極對調使用時 ， 放大作用將如何 ？ 在哪些情況下 ， 工作點沿直流負載線移動 ？ 在哪些情況下 ， 工作點沿交流負載線移動 ？ 實際上工作點有沒有可能到達交流負載線的上頂端和下頂端 ？ 為什么 ？ 試分析電流負反饋偏置電路中，射極電阻 Re和它的并聯電容 Ce的作用原理。 本章重點 : l 結型 、 絕緣柵型場效應管的工作原理 、 輸出特性 、 轉移特性及主要參數 l 共源 、 共漏極放大電路的工作原理 場效應管的偏置方式及靜態工作點的求法 概述 場效應管的特點 場效應管的分類 場效應管與晶體三極管的比較 結型場效應管 1 結構 第 3章 場效應管及其放大電路 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 結型場效應管的結構示意圖和符號 2. 結型場效應管的工作原理 P＋ P+ S D 耗 盡 層 N G P＋ P+ S D 耗 盡 層 N VDD （ a） uGS=0,uDS=0時的情況 （ b） uGS=0,uDS|VP|時的情況 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|時的情況 （ d） uGS=0,uDS|VP|時的情況 圖 改變 uDS時結型場效應導電溝道的變化 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 （ b） uGS≤VP時溝道被夾斷 圖 3. 結型場效應管的特性曲線 （ 1） 轉移特性 圖 N溝道結型場效應管的轉移特性曲線 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 恒流區 (放大區 ) uGS=0V 2 4 6 8 10 12 14 16 18 可變電阻區 4V 3V 2V iD/mA 5 4 3 2 1 0 1V 擊穿區 圖 N溝道結型場效應管輸出特性曲線 ① 可變電阻區：當漏源電壓 uDS很小時 ， 場效應管工作于該區 。 此時 ， 導電溝道暢通 ， 場效應管的漏源之間相當于一個電阻一 。 在柵 、 源電壓 uGS一定時 ， 溝道電阻也一定 ， iD隨 uGS增大而線性增大 。 但當柵源電壓變化時 ， 特性曲線的斜率也隨之發生變化 。 可以看出 ， 柵源電壓 uDS無關 ， 我們稱這個區域為恒流區 ， 也稱為放大區 。 在恒流區 ， iD主要由柵源電壓 uGS決定 。 ② 恒流區：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無關 ， 我們稱這個區域為恒流區 ， 也稱為放大區 。 在恒流區 ， iD主要由柵源電壓 uGS決定 。 ③ 擊穿區：如果繼續增大 uDS到一定值后 ， 漏 、 源極之間會發生擊穿 ， 漏極電流 iD急劇上升 ， 若不加以限制 ， 管子就會損壞 。 ④夾斷區：當 uGS負值增加到夾斷電壓 uGS（ off） 后， iD≈0，場效應管截止。 絕緣柵型場效應管 1. 增強型絕緣柵場效應管的結構及工作原理 (1) 結構及符號 g 襯底引線 d g s SiO2 P型硅襯底 N N d s d s g （ a） N溝道結構圖 （ b） N溝道符號圖 （ c） P溝道符號 圖 增強型 MOS管結構及符號圖 (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溝道增強型場效應管特性曲線 (a) 轉移特性 （ b）輸出特性 耗盡型絕緣柵場效應管的結構及工作原理 襯底引線 d g s P型硅襯底 N N d s g d s g （ a） N溝道結構圖 (b)N溝道符號 (c)P溝道符號 圖 耗盡型 MOS管結構及符號圖 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 （ a）轉移特性 （ b）輸出特性 圖 N溝道耗盡型場效應管特性曲線 場效應管的主要參數 夾斷電壓 UGS(off)：實質上是使 iD＝ 0時所需的 uGS值 。 飽和漏電流 IDSS 在 uGS＝ 0的情況下 ， 當 uDS |VP|時的漏極電流稱為飽和漏電流 ， 通常令 uDS=10V， uGS＝ 0V時測出的 iD就是 IDSS。 3 低頻互導（跨導） gm 4 最大耗散功率 PDM 場效應管的檢測及使用注意事項 場效應管的檢測 1． 管腳的判別 2． 質量判定 場效應管使用注意事項 MOS管柵 、 源極之間的電阻很高 ， 使得柵極的感應電荷不易泄放 ， 因極間電容很小 ， 幫會造成電壓過高使絕緣層擊穿 。 因此 ， 保存 MOS管應使三個電極短接 ， 避免柵極懸空 。 焊接時 ， 電烙鐵的外殼應良好地接地 ， 或燒熱電烙鐵后切斷電源再焊 。 有些場效應晶體管將襯底引出 ， 故有 4個管腳 ， 這種管子漏極與源極可互換使用 。但有些場效應晶體管在內部已將襯底與源極接在一起 ， 只引出 3個電極 ， 這種管子的漏極與源極不能互換 。 使用場效應管時各極必須加正確的工作電壓 。 在使用場效應管時 ， 要注意漏 、 源電壓 、 漏源電流及耗散功率等 ， 不要超過規定的最大允許值 。 場效應管放大電路 場效應管的直流偏置電路及靜態分析 1． 直流偏置電路 （ 1） 自偏壓電路 + + + － V 3DJ2 Cb1 Cb2 C 10μ R 2k S Rg3 10M Rg2 47k Rg1 2M Rd 30k +VDD +15V uo G + － D ui V 3DJ2 Cb1 Cb2 C 10μ R 2k S Rg 10M Rd 30k +VDD +15V + － uo G + － D ui （ a） 自偏壓電路 (b)分壓式自偏壓電路 圖 場效應管的偏壓電路 （ 2） 分壓式自偏壓電路 2． 靜態工作點的確定 （ 1） 在輸出特性上作直流負載線 （ 2） 作負載轉移特性 （