模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件 第二十一節(jié):場(chǎng)效應(yīng)管與BJT放大電路的比較

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路與BJT放大電路的性能比較

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的共源電路、共漏電路、共柵電路分別與三極管放大電路的共射電路、共集電路、共基電路相對(duì)應(yīng)。

共源電路與共射電路均有電壓放大作用，即 ，而且輸出電壓與輸入電壓相位相反。因此，這兩種放大電路可統(tǒng)稱為反相電壓放大器，用圖1(a)所示的示意圖表示。

共漏電路與共集電路均沒(méi)有電壓放大作用，即 。在一定條件下可認(rèn)為 ，即 ，而且輸出電壓與輸入電壓同相位。因此，可將這兩種放大電路稱為電壓跟隨器，用圖1(b)所示的示意圖表示。

共柵電路和共基電路均有輸出電流與輸入電流接近相等（ ）。為此，可將它們稱為電流跟隨器，用圖1(c)所示的示意圖表示。而且，由于這兩種放大電路的輸入電流都比較大，因此，它們的輸入電阻都比較小。

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路最突出的優(yōu)點(diǎn)是，共源、共漏和共柵電路的輸入電阻高于相應(yīng)的共射、共集和共基電路的輸入電阻。此外，場(chǎng)效應(yīng)管還有噪聲低、溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)于三極管的特點(diǎn)，而且便于集成。

必須指出，由于場(chǎng)效應(yīng)管的低頻跨導(dǎo)一般比較小，所以場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力比三極管差，如共源電路的電壓增益往往小于共射電路的電壓增益。另外，由于MOS管柵-源極之間的等效電容Cgs只有幾皮法 ~ 幾十皮法，而柵-源電阻rgs又很大，若有感應(yīng)電荷，則不易釋放，從而形成高電壓，以至于將柵-源極間的絕緣層擊穿，造成管子永久性損壞。使用時(shí)應(yīng)注意保護(hù)。

實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體要求將上述各種組態(tài)的電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，以構(gòu)成高性能的放大電路。

本章小結(jié)
由于結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，使得場(chǎng)效應(yīng)管具有一些不同于三極管的特點(diǎn)，如下表所示。將兩者結(jié)合使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，可改善和提高放大電路的某些性能指標(biāo)。

• 按照結(jié)構(gòu)的不同，場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型和絕緣柵型兩種類型，MOS管屬于絕緣柵型。每一類型均有兩種溝道,N溝道和P溝道，兩者的主要區(qū)別在于電壓的極性和電流的方向不同。MOS管又分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種形式。

• 正確理解場(chǎng)效應(yīng)管工作原理的關(guān)鍵在于掌握電壓vGS及vDS對(duì)導(dǎo)電溝道和電流iD的不同作用，并掌握預(yù)夾斷與夾斷這兩個(gè)狀態(tài)的區(qū)別和條件。轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線描述了vGS、vDS和iD三者之間的關(guān)系。與三極管相類似，場(chǎng)效應(yīng)管有截止區(qū)（即夾斷區(qū)）、恒流區(qū)（即放大區(qū)）和可變電阻區(qū)三個(gè)工作區(qū)域。在恒流區(qū)，可將iD看成受電壓vGS控制的電流源。gm、VP（或VT）、IDSS、IDM、PDM、V(BR)DS和極間電容是場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)。

• 在場(chǎng)效應(yīng)管放大電路中，直流偏置電路常采用自偏壓電路（僅適合于耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管）和分壓式自偏壓電路。為了保證場(chǎng)效應(yīng)管工作在放大區(qū)，電壓vGS、vDS的極性和vDS的大小應(yīng)如下表所示。

• 場(chǎng)效應(yīng)管共源極及共漏極放大電路分別與三極管共射極及共集電極放大電路相對(duì)應(yīng)，但比三極管放大電路輸入電阻高、噪聲系數(shù)低、電壓放大倍數(shù)小。