结型场效应管基本放大器工作原理详解

结型场效应管基本放大器工作原理

我们知道,根据导电沟道的不同,结型场效应管有N沟道和P沟道之分。因此，结型场效应管基本放大器也分为N沟道结型场效应管基本放大器和P沟道结型场效应管基本放大器两种，它们的工作原理基本相似,下面以N沟道结型场效应管组成的基本放大器为例，分析其工作原理。

(一)电路组成

图2-1就是一种最简单的N沟道结型场效应管基本放大器电路，它由场效应管T、直流电源Ugg、UDD、信号源(交流电源)以及阻容元件组成。

N沟道结型场效应管T担负着放大作用，是整个电路的核心;UDD是漏极回路的电源，它为输出信号提供能量;RD是漏极负载电阻,通过它可以把电流的变化转换成电压的变化反映在输出端;

栅极电源Ugg是栅极偏置电源,给栅极设置合适的电压，使放大器处于放大状态。随后，我们将看到栅源偏压Ugs的大小对放大器放大作用的好坏是有密切关系的。

信号从栅极输入,通过放大后从漏极输出,源极为公共端，我们把这种形式(组态)的电路称为共源基本放大电路。关于场效应管基本放大电路的组态和偏置问题。

下面讨论如何对该放大电路进行分析——电路分析。所谓电路分析,就是在不同输入信号条件下，求得电路的工作状态。而电路的工作状态是指电路的各种电参量(如电流、电压、功率等)和电路参数(如:输入阻抗、输出阻抗等)。

这些量所对应的曲线，我们称之为工作波形。因此，实际上电路分析，就是求找电路的这些电参量以及它们所对应的波形。

(二)电路分析

电路的工作状态有两种:当没有信号输入(或输入信号为零时)，电路所处的工作状态叫做静态，当有信号输入(或输入信号不为零时)，电路所处的工作状态叫做动态。显然，电路在静态时是没有交流信号的，因此，静态就是电路的直流通路所处的状态。

所谓直流通路，就是指只有直流电能通过的电路。因此，把原电路中的电容视为开路(电容隔直)，电感视为短路(电感通直),交流信号源视为短路(因为静态分析时，交流信号为零，但内阻保留),这样便得到如图2-2所示的直流通路。

在直流通路中，在没有信号输入或输入信号为零的情况下放大管(场效应管)各极上就存在电压或电流，这是为了保证放大管(场效应管)处于放大的准备状态，就像赛跑运动员起跑前,要蹬在起跑线上一样。

我们称这种状态为直流偏置，因此，常把直流通路叫做直流偏置电路。同时，我们把静态时放大管(场效应管)各极上的电压或电流叫做静态工作点，把求解静态电路中电压、电流的过程，就叫做静态分析。

要对某一电路进行静态分析,首先就必须画出它的直流通路，静态分析实质上就是对直流通路的分析。

从形式上看，尽管直流通路比其原电路简单得多，但要对它直接进行分析，仍然是很困难的，因为放大管(场效应管)的三个极,虽然分别处在输入回路和输出回路(输入回路是输入信号经过的通路，输出回路是输出信号经过的通路),但是它们各极上的电压、电流关系具有非线性(即不是代数关系)。

因此，含有放大管(场效应管)的电路不是基本电路，不能直接用电路原理求解，这就给放大电路的分析带来了一定的麻烦。要对电路进行分析，一般有两种方法: 一种是图解法;一种是等效电路法。图解法又可分为图解静态分析法和图解动态分析法两种,下面分别加以介绍。

1.图解静态分析法

图解静态分析法就是利用场效应管的特性曲线和场效应管外电路的伏安特性曲线，求作交点Q的坐标，即求得静态时电路中各电流、电压的值。

其基本思路是:把管子的输入端和输出端与外电路分开，分别研究其分界处的端特性，而分界处的电流、电压是相等的，由此求出电路的状态。将场效应管与外电路分开,如图2-3所示。这样可分别研究其分界点处的特性。

2.图解动态分析法

图解动态分析法，就是要从原电路的交流通路着手分析。所谓交流通路，就是指只有交流电能通过的电路，即把电容视为短路(电容阻直流通交流),电感视为开路(电感阻交流通直流),直流电源视为短路(因为直流电压不能通过交流通路,且直流电源的交流内阻为零)。这样便得到图2-9所示的交流通路。

在交流通路中，我们使用隔离法，把场效应管与外电路分开来看，研究场效应管的端特性(即外特性)与外电路的关系。

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