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场效应管放大电路精讲课件

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  • 卖家[上传人]:F****n
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  • 上传时间:2019-04-19
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    • 1、,1.MOSFET,NMOS,PMOS,增强型NMOS(E型NMOS),耗尽型NMOS (D型NMOS),增强型PMOS(E型PMOS),耗尽型PMOS (D型PMOS),2.工作原理,3.特性曲线,4. MOSFET的主要参数,上 讲 回 顾,5.1 金属氧化物半导体(MOS)场效应管,1,5.2 MOSFET放大电路,MOSFET和BJT放大电路的组态比较:,共源极组态,vi接栅极G,v0接漏极D,共射极组态,vi接基极B,v0接集电极C,共漏极组态,vi接栅极G,v0接源极S,共集电极组态,vi接基极B,v0接射极E,共栅极组态,vi接源极S,v0接漏极D,共基极组态,vi接射极E,v0接集电极C,2,5.2.1 简单共源极放大电路的直流分析,步骤直流通路,VG,VS,5.2 MOSFET放大电路,1 假设MOS管工作于饱和区,则有 VGSQVT,IDQ0,VDSQVGSQ-VT,2 利用饱和区的V-I曲线分析电路:,3 如果出现VGSVT,则MOS管可能截至,如果 VDSVGS-VT,则MOS管可能工作在可变电阻区。,4 如果初始假设被证明是错误的,则必须作新的假 设,同时重新

      2、分析电路。,3,5.2.1 简单共源极放大电路的直流分析,(1) 直流通路,VGS= VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2),VDS= VDDIDRd,若NMOS工作于饱和区,则,若计算的VDSVGS-VT,则说明NMOS确工作于饱和区;若VDSVGS-VT,则说明工作于可变电阻区。,工作于可变电阻区的ID:,5.2 MOSFET放大电路,4,5.2.2 带源极电阻的NMOS共源极放大电路,(1) 直流通路,VS,若NMOS工作于饱和区,则,VG,VDS= VDDID(Rd+R),5.2 MOSFET放大电路,5,例.如图,设VT=1V, Kn=500A/V2 , VDD=5V, -VSS=-5V, Rd=10K, R=0.5K, Id=0.5mA 。若流过Rg1, Rg2的电流是ID的1/10,试确定Rg1, Rg2的值。,解.作出直流通路,并设MOS工作在饱和区,则由:,即 0.50.5(VGS-1)2,流过Rg1、Rg2的电流为0.05mA,VS,VG,v0,得 VGS= 2V,6,Rg2=45K、Rg1=155K,判断假设的正确性:,VDS= (VDD+VSS)ID(Rd+R)

      3、=4.7V,VDS (VGS-VT)=2-1=1V,说明管子工作在饱和状态,与最初假设一致。,7,静态值: VGSQ、IDQ、VDSQ,外加信号电压波形:,因为:vGS=VGSQ+vi,所以vGS的波形为:,负载线方程:,是一条过(VDD,0)和(0,VDD/RD)的直线,8,VGSQ,IDQ,9,1.NMOS管的小信号模型,工作在饱和区的漏极电流iD:,IDQ,idgmvgs,谐波分量越小越好,一般取为0。,ig0,输入端相当于开路;,idgmvgs,输出回路等效成一个电压控制电流源。,gm=2Kn(VGSQ-VT),10,场效应管输出特性表达式:,求全微分:,漏极与源极间等效电导,相当于输出特性曲线斜率的倒数,为无穷大,其中:,为低频跨导,是转移特性曲线Q点的斜率,由该式可得到场效应管的微变等效电路,1.NMOS管的小信号模型,11,因rds很大,可忽略,得简化小信号模型:,可得到场效应管放大电路的微变等效电路,1.NMOS管的小信号模型,12,2. 场效应管放大电路的微变等效电路,首先将电容、电源短路得 到交流通路:,小信号模型:,13,(1)电压放大倍数,(2)输入电阻,Ri=

      4、Rg1/Rg2,(3)输出电阻,R0=Rd,14,首先将电容、电源短路得 到交流通路:,小信号模型:,(2)输入电阻,Ri=Rg1/Rg2,(3)输出电阻,R0=Rd,15,首先将电容、电源短路得 到交流通路:,小信号模型:,取rds为无穷时:,(2)输入电阻,Ri=Rg1/Rg2,(3)输出电阻,16,输出电阻R0的计算:,vgs=-vT,iT=iR +ir -gmvgs,17,例.Rg1=60K,Rg2=40K,Rd=15K,VDD=5V,VT=1V,n=0.2mA/V2,RL=15K计算IDQ、VDSQ;Av、Ri、R0。,解.,若管子工作在饱和区,则,=0.2(2-1)2=0.2mA,可见:,说明管子工作在饱和区.,18,gm=2Kn(VGS-VT) =20.2 (2-1)=0.4mS,Ri=Rg1/Rg2=60/40=24K,(3)输出电阻,R0=Rd=15K,19,1 简单共源极放大电路的直流分析,2 带源极电阻的NMOS共源极放大电路,3 NMOS共源极放大电路的图解分析,4 NMOS共源极放大电路的小信号模型,5 NMOS共漏极放大电路的小信号模型,20,250 5.2.1 5.2.2,21,

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