結型場效應管基本放大器工作原理分析-KIA MOS管

結型場效應管基本放大器工作原理

我們知道,根據導電溝道的不同,結型場效應管有N溝道和P溝道之分。因此，結型場效應管基本放大器也分為N溝道結型場效應管基本放大器和P溝道結型場效應管基本放大器兩種，它們的工作原理基本相似,下面以N溝道結型場效應管組成的基本放大器為例，分析其工作原理。

(一)電路組成

圖2-1就是一種最簡單的N溝道結型場效應管基本放大器電路，它由場效應管T、直流電源Ugg、UDD、信號源(交流電源)以及阻容元件組成。

N溝道結型場效應管T擔負著放大作用，是整個電路的核心;UDD是漏極回路的電源，它為輸出信號提供能量;RD是漏極負載電阻,通過它可以把電流的變化轉換成電壓的變化反映在輸出端;

柵極電源Ugg是柵極偏置電源,給柵極設置合適的電壓，使放大器處于放大狀態。隨后，我們將看到柵源偏壓Ugs的大小對放大器放大作用的好壞是有密切關系的。

信號從柵極輸入,通過放大后從漏極輸出,源極為公共端，我們把這種形式(組態)的電路稱為共源基本放大電路。關于場效應管基本放大電路的組態和偏置問題。

下面討論如何對該放大電路進行分析——電路分析。所謂電路分析,就是在不同輸入信號條件下，求得電路的工作狀態。而電路的工作狀態是指電路的各種電參量(如電流、電壓、功率等)和電路參數(如:輸入阻抗、輸出阻抗等)。

這些量所對應的曲線，我們稱之為工作波形。因此，實際上電路分析，就是求找電路的這些電參量以及它們所對應的波形。

(二)電路分析

電路的工作狀態有兩種:當沒有信號輸入(或輸入信號為零時)，電路所處的工作狀態叫做靜態，當有信號輸入(或輸入信號不為零時)，電路所處的工作狀態叫做動態。顯然，電路在靜態時是沒有交流信號的，因此，靜態就是電路的直流通路所處的狀態。

所謂直流通路，就是指只有直流電能通過的電路。因此，把原電路中的電容視為開路(電容隔直)，電感視為短路(電感通直),交流信號源視為短路(因為靜態分析時，交流信號為零，但內阻保留),這樣便得到如圖2-2所示的直流通路。

在直流通路中，在沒有信號輸入或輸入信號為零的情況下放大管(場效應管)各極上就存在電壓或電流，這是為了保證放大管(場效應管)處于放大的準備狀態，就像賽跑運動員起跑前,要蹬在起跑線上一樣。

我們稱這種狀態為直流偏置，因此，常把直流通路叫做直流偏置電路。同時，我們把靜態時放大管(場效應管)各極上的電壓或電流叫做靜態工作點，把求解靜態電路中電壓、電流的過程，就叫做靜態分析。

要對某一電路進行靜態分析,首先就必須畫出它的直流通路，靜態分析實質上就是對直流通路的分析。

從形式上看，盡管直流通路比其原電路簡單得多，但要對它直接進行分析，仍然是很困難的，因為放大管(場效應管)的三個極,雖然分別處在輸入回路和輸出回路(輸入回路是輸入信號經過的通路，輸出回路是輸出信號經過的通路),但是它們各極上的電壓、電流關系具有非線性(即不是代數關系)。

因此，含有放大管(場效應管)的電路不是基本電路，不能直接用電路原理求解，這就給放大電路的分析帶來了一定的麻煩。要對電路進行分析，一般有兩種方法: 一種是圖解法;一種是等效電路法。圖解法又可分為圖解靜態分析法和圖解動態分析法兩種,下面分別加以介紹。

1.圖解靜態分析法

圖解靜態分析法就是利用場效應管的特性曲線和場效應管外電路的伏安特性曲線，求作交點Q的坐標，即求得靜態時電路中各電流、電壓的值。

其基本思路是:把管子的輸入端和輸出端與外電路分開，分別研究其分界處的端特性，而分界處的電流、電壓是相等的，由此求出電路的狀態。將場效應管與外電路分開,如圖2-3所示。這樣可分別研究其分界點處的特性。

2.圖解動態分析法

圖解動態分析法，就是要從原電路的交流通路著手分析。所謂交流通路，就是指只有交流電能通過的電路，即把電容視為短路(電容阻直流通交流),電感視為開路(電感阻交流通直流),直流電源視為短路(因為直流電壓不能通過交流通路,且直流電源的交流內阻為零)。這樣便得到圖2-9所示的交流通路。

在交流通路中，我們使用隔離法，把場效應管與外電路分開來看，研究場效應管的端特性(即外特性)與外電路的關系。

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