場效應(yīng)管(FET)基本放大電路分析-環(huán)球微資訊

2023-05-25 17:12:16 來源:從狒狒進(jìn)化到硬件工程師

一 基本信息


(資料圖)

FET是Field effect transistor的縮寫,稱為場效應(yīng)管。它是晶體管的一種,也被稱為單極晶體管。另一種晶體管是我們常說的雙極晶體管。它們的工作原理完全不同。

FET和BJT一樣,都有三個極。如果比較,BJT的基極對應(yīng)FET的柵極,發(fā)射極對應(yīng)源極,集電極對應(yīng)漏極。

BJT是由基極電流控制集電極與發(fā)射極之間的電流大小,稱為電流控制器件。FET是由柵極電壓控制漏極和源極之間的電流大小,稱為電壓控制器件。FET的柵極上沒有電流流過(實際上只有極小的電流流過,比BJT基極電流小的多),因此可以認(rèn)為id=is。

下邊左圖是FET構(gòu)成的基本放大電路。右圖是BJT構(gòu)成的基本放大電路。電路架構(gòu)是一致的,只是FET和BJT的更替。R5是負(fù)載。

二 FET基本放大電路分析

針對下圖中的電路,進(jìn)行一些信號仿真分析。Vin是峰峰值為1V,頻率為1KHZ的正弦波。

放大增益:如下圖,輸入信號Va是峰峰值為2V、1KHZ的正弦波。經(jīng)過放大電路后,輸出信號Vb是峰峰值為5V的正弦波。放大增益Av=2.5。輸入和輸出之間的信號相位差為180°(波形反向)。

柵極偏壓:如下圖是a點和c點的電壓波形。c點是柵極電壓波形。它包含直流分量,是由V1、R1和R2分壓組成。R1和R2分壓后的直流電壓理論計算值是1.764V,仿真測試值是1.777V。此電壓也稱為柵極偏壓,將Vin的信號抬高1.764V。

漏極和源極之間的電壓和電流

下圖是FET的漏極電壓電流,和源極電壓電流的波形。它們的電壓波形是反向的。漏極電壓被放大了。

流過R3和R4的電流值一樣,波形中I(R3)和I(R4)是完全重合的。這也是之前提到的id=is。即從FET漏極流出的電流都流過源極。

R3連接在電源V1和漏極之間,以電源V1為基準(zhǔn),當(dāng)輸入電壓V2增加(柵極電壓增加),漏極電流會增加,R3上的電壓降變大,漏極的電壓會減小。反之V2減小時,漏極的電壓會增大。這解釋了Vin和Vo的電壓反向的原因。

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