第四章 场效应管放大电路
1.
使用场效应管的注意事项。
(1) 从场效应管的结构上看,其源极和漏极是对称的,因此源极和漏极可以互换。但有些场效应管在制造时已将衬底引线与源极连在一起,这种场效应管的源极和漏极就不能互换了。
(2) 场效应管各极间电压的极性应正确接入,结型场效应管的栅-源电压vGS的极性不能接反。
(3) 当MOS管的衬底引线单独引出时,应将其接到电路中的电位最低点(对N沟道MOS管而言)或电位最高点(对P沟道MOS管而言),以保证沟道与衬底间的PN结处于反向偏置,使衬底与沟道及各电极隔离。
(4) MOS管的栅极是绝缘的,感应电荷不易泄放,而且绝缘层很薄,极易击穿。所以栅极不能开路,存放时应将各电极短路。焊接时,电烙铁必须可靠接地,或者断电利用烙铁余热焊接,并注意对交流电场的屏蔽。
2. 场效应管与三极管的性能比较
(1) 场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c,它们的作用相似。
(2) 场效应管是电压控制电流器件,由vGS控制iD,其放大系数gm一般较小,因此场效应管的放大能力较差;三极管是电流控制电流器件,由iB(或iE)控制iC。
(3) 场效应管栅极几乎不取电流;而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。
(4) 场效应管只有多子参与导电;三极管有多子和少子两种载流子参与导电,因少子浓度受温度、辐射等因素影响较大,所以场效应管比三极管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件(温度等)变化很大的情况下应选用场效应管。
(5) 场效应管在源极未与衬底连在一起时,源极和漏极可以互换使用,且特性变化不大;而三极管的集电极与发射极互换使用时,其特性差异很大,β值将减小很多。
(6) 场效应管的噪声系数很小,在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。
(7) 场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开关电路,但由于前者制造工艺简单,且具有耗电少,热稳定性好,工作电源电压范围宽等优点,因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。
3. 利用H参数等效电路求场效应管放大电路。
例. 已知:gm = 0.8 ms,rd = 200KΩ,β= 40,Rd = 1KΩ,R = 2KΩ,Re = 180KΩ,VDD=18V,
Rg = 5.1MΩ,Rg1 = 47KΩ,Rg = 43KΩ,rbe = 1KΩ。
例. 已知:VDD=VEE=15V,R1 =
R3 = 10KΩ,R4 = 8.2KΩ,R5 = 1.3KΩ。
例. 已知:gm、rd 很大。