詳解場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的直流偏置電路
發(fā)布時(shí)間:2019-09-11 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】晶體管構(gòu)成的放大器要做到不失真地將信號(hào)電壓放大,就必須保證晶體管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。即應(yīng)該設(shè)置它的工作點(diǎn)。
什么是偏置電路
晶體管構(gòu)成的放大器要做到不失真地將信號(hào)電壓放大,就必須保證晶體管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。即應(yīng)該設(shè)置它的工作點(diǎn)。所謂工作點(diǎn)就是通過(guò)外部電路的設(shè)置使晶體管的基極、發(fā)射極和集電極處于所要求的電位(可根據(jù)計(jì)算獲得)。這些外部電路就稱為偏置電路。
場(chǎng)效應(yīng)管偏置電路
場(chǎng)效應(yīng)管偏置電路為了使放大電路正常地工作能把輸入信號(hào)不失真地加以放大,必須有一個(gè)合適而穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)為放大電路提供直流電流和直流電壓的電路。叫做直流(靜態(tài))偏置電路,簡(jiǎn)稱偏置電路由于各種電子電路對(duì)偏置電路有不同的要求,所以在實(shí)際電路中加設(shè)的偏置電路也有所不同。
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的基本結(jié)構(gòu)
場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管一樣,也具有放大作用,但與普通晶體管是電流控制型器件相反,場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型器件。它具有輸入阻抗高、噪聲低的特點(diǎn)。
場(chǎng)效應(yīng)管的3個(gè)電極,即柵極、源極和漏極分別相當(dāng)于晶體管的基極、發(fā)射極和集電極。圖5-21所示是場(chǎng)效應(yīng)管的3種組態(tài)電路,即共源極、共漏極和共柵極放大器。圖5-21(a)所示是共源極放大器,它相當(dāng)于晶體管共發(fā)射極放大器,是一種最常用的電路。圖5-21(b)所示是共漏極放大器,相當(dāng)于晶體管共集電極放大器,輸入信號(hào)從漏極與柵極之間輸入,輸出信號(hào)從源極與漏極之間輸出,這種電路又稱為源極輸出器或源極跟隨器。圖5-21(c)所示是共柵極放大器,它相當(dāng)于晶體管共基極放大器,輸入信號(hào)從柵極與源極之間輸入,輸出信號(hào)從漏極與柵極之間輸出,這種放大器的高頻特性比較好。
偏置電路
絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻很高,如果在柵極上感應(yīng)了電荷,很不容易泄放,極易將PN結(jié)擊穿而造成損壞。為了避免發(fā)生PN結(jié)擊穿損壞,存放時(shí)應(yīng)將場(chǎng)效應(yīng)管的3個(gè)極短接;不要將它放在靜電場(chǎng)很強(qiáng)的地方,必要時(shí)可放在屏蔽盒內(nèi)。焊接時(shí),為了避免電烙鐵帶有感應(yīng)電荷,應(yīng)將電烙鐵從電源上拔下。焊進(jìn)電路板后,不能讓柵極懸空。
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的直流偏置電路
由場(chǎng)效應(yīng)管組成放大電路時(shí),也要建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q,而且場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,因此需要有合適的柵-源偏置電壓。常用的直流偏置電路有兩種形式,即自偏壓電路和分壓式自偏壓電路。
1.自偏壓電路
偏置電路
圖1(a)所示電路是一個(gè)自偏壓電路,其中場(chǎng)效應(yīng)管的柵極通過(guò)電阻Rg接地,源極通過(guò)電阻R 接地。這種偏置方式靠漏極電流ID在源極電阻R上產(chǎn)生的電壓為柵-源極間提供一個(gè)偏置電壓VGS,故稱為自偏壓電路。靜態(tài)時(shí),源極電位VS=IDR。由于柵極電流為零,Rg上沒(méi)有電壓降,柵極電位VG=0,所以柵源偏置電壓VGS= VG–VS= –IDR 。耗盡型MOS管也可采用這種形式的偏置電路。
圖1(b)所示電路是自偏壓電路的特例,其中VGS=0。顯然,這種偏置電路只適用于耗盡型MOS管,因?yàn)樵跂旁措妷捍笥诹?、等于零和小于零的一定范圍?nèi),耗盡型MOS管均能正常工作。
增強(qiáng)型MOS管只有在柵-源電壓達(dá)到其開(kāi)啟電壓VT時(shí),才有漏極電流ID產(chǎn)生,因此這類管子不能用于圖1所示的自偏壓電路中。
2.分壓式偏置電路
分壓式偏置電路是在自偏壓電路的基礎(chǔ)上加接分壓電路后構(gòu)成的,如圖2所示。靜態(tài)時(shí),由于柵極電流為零,Rg3上沒(méi)有電壓降,所以柵極電位由Rg2與Rg1對(duì)電源VDD分壓得到,即
源極電位VS=IDR,因此柵源直流偏置電壓 。
這種偏置方式同樣適用于結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或耗盡型MOS管組成的放大電路。
偏置電路
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