场效应管及其放大电路
1.场效应管基本工作原理

场效应管的导电沟道是一个可变电阻。外加电压改变导电沟道的几何尺寸,以改变其漏源间电阻的大小,达到控制电流的目的。
场效应管内沟道的形成有两种情况,一种是器件制成后,管内有固定的导电沟道;另一种是依靠外加电压形成导电沟道。
对于管内有原始沟道的场效应管,当外加栅源电压等于夹断电压时,导电沟道消失,管子截止。而对于依靠外加(栅源)电压形成沟道的场效应管,当外加栅源电压达到开启电压时,导电沟道出现,管子由截止转入导通。
漏源电压对电流的控制作用,在两种不同的情况有明显区别。一种情况是靠近漏极有足够宽的沟道,这时漏极对电流的控制作用大;另一种情况是靠近漏极端的沟道消失,此时加大漏极电压,将使沟道消失的区域向源极端扩展。沟道电阻急剧增大,漏极电压对电流的控制作用显著减小,这种情况称为进入饱和区。进入饱和区的临界情况是,漏极与栅极之间的电压差等于夹断(对有原始沟道器件)或开启(对依靠外加电压形成沟道器件)电压。进入饱和区后,漏极电压对电流控制作用之所以减小,是因为漏源间电阻增大的程度较之未进入饱和区为大,和漏源电压增大电流的作用起抵消作用。
场效应管管内只有一种载流子(要么是带负电的电子,要么是带正电的空穴)导电,而以前介绍的晶体管有两种载流子导电。人们将有两种载流子导电的晶体管称为双极型晶体管,而场效应管又称为单极型晶体管。
2场效应管放大电路
(1)直流偏置电路
由于FET是电压控制器件,要求建立合适的直流偏置电压vGS。采用的方法主要有自偏压和分压式自偏压,前者适用于耗尽型FET,后者适用于各种类型的FET,应用较广。
(2)静态分析
可采用图解法和计算法。
(3)动态分析
FET的低频等效电路与双极型三极管相似,都可以用受控电流源等效,只是输入电阻rgs很大,通常作为开路处理。

场效应管(FET)路放大电路有共源极、共漏极和共栅极三种接法,对于每一种接法的电路,求解AV、Ri和Ro等放大性能指标的方法与双极型三极管放大电路类似。
场效应管是什么样的元件,在电路中有哪些功能?
其实场管和晶体三极管本质上相似,打个水管的比喻:都是用一个较小的动力来控制阀门,实现调节水管中水流量的目的。
只是BJT晶体管是用电流来驱动这个阀门(基极),实际上的效果就是:一个小的电流值就驱动了(或叫转换成)一个大的电流值。小电流和大电流之间的比值就是放大倍数。
场管用电压来驱动这个阀门(栅极),实际上的效果就是:一个小的电压值就驱动了(或叫转换成)一个大的电流值。小电压和大电流之间的比值就是放大倍数,场管里叫“跨导”单位叫“西门子”。
使用场管的优势就是:驱动主要靠电压,所以对驱动的电流要求低,换句话说就是输入阻抗高。它们特别适合大电流输出的场合,可以简化驱动电路。当然,由于场管栅极基本等效于电容,所以对具有较大结电容的大功率场管,对驱动电流还是有要求的,但是还是远小于同功率三极管的要求。
场效应晶体放大器主要有哪两种组态电路
场效应管是根据三极管的原理开发出的新一代放大元件,有3个极性,栅极,漏极,源极,它的特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧,属于电压控制型器件
场效应晶体管简称场效应管由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管它属于电压控制型半导体器件
特点:
具有输入电阻高(108~109Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者
场效应管的作用
1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。

2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
分为共基,共集,共射三种组态。放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等,这些器件也称为有源器件。 共射放大电路。Vcc是集电极回路的直流电源,也是给放大电路提供能量的,一般在几伏到几十伏范围,以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置,使晶体三极管工作在放大区。Rc是集电极电阻,一般在几 K 至几十K 范围,它的作用是把集电极电流iC的变化变成集电极电压uCE的变化。VBB是基极回路的直流电源,使发射结处于正向偏置,同时通过基极电阻Rb提供给基极一个合适的基极电流IBQ, 使三极管工作在放大区中适当的区域,这个电流IBQ常称为基极偏置电流,它决定着三极管的工作点,基极偏置电流IBQ是由VBB和基极电阻Rb共同作用决定的,基极电阻Rb一般在几十KΩ至几百KΩ范围。 如在输入端加上一个较小的正弦信号ui , 通过电容C1加到三极管的基极,从而引起基极电流iB在原来直流IBQ的基础上作相应的变化,由于ui是正弦信号,使iB随ui也相应地按正弦规律变化,这时的iB 实际上是直流分流IBQ和交流分量ib迭加后的量。同时iB的变化使集电极电流 iC 随之变化,因此iC也是直流分量IC和交流分量ic的迭加,但iC要比iB大得多(即β倍)。电流iC在电阻RC上产生一个压降,集电极电压uCE =VCC-iCRL,这个集电极电压uCE 也是由直流分量IC和交流分量 iC两部分迭加的。这里的 uCE和 iC相位相反,即当 iC增大时, uCE减少。由于C2的隔直作用,使只有 uCE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压uO。如电路参数选择适当,uO要比 uI的幅值要大得多,同时 uI与 uO的相位正好相反。


