场效应管放大电路图

场效(xiao)应管放大电路图的结(jie)构及功(gong)能(neng)特点，能(neng)够正(zheng)确分析和识读放大电路中各种关键元器件的作用(yong)以及信号(hao)经过放大电路后(hou)的输出状态，并且可(ke)以灵活运用(yong)到实际电子产品电路中，能(neng)够正(zheng)确分析其功(gong)能(neng)及作用(yong)范围。

场效应管放大电路图的基本结构

场效应(ying)管(guan)与(yu)晶体(ti)管(guan)一样，也具(ju)有放大(da)作用，但与(yu)普通(tong)晶体(ti)管(guan)是(shi)电流控制型(xing)器件相(xiang)反，场效应(ying)管(guan)是(shi)电压控制型(xing)器件。它(ta)具(ju)有输(shu)入阻抗高、噪声低的特点。

场效(xiao)应管(guan)的(de)3个(ge)电(dian)极(ji)(ji)(ji)，即栅极(ji)(ji)(ji)、源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)(ji)和漏极(ji)(ji)(ji)分别(bie)相(xiang)(xiang)当(dang)(dang)(dang)于晶体管(guan)的(de)基(ji)极(ji)(ji)(ji)、发射极(ji)(ji)(ji)和集电(dian)极(ji)(ji)(ji)。图(tu)5-21所示是(shi)(shi)场效(xiao)应管(guan)的(de)3种(zhong)(zhong)组态电(dian)路，即共(gong)源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)(ji)、共(gong)漏极(ji)(ji)(ji)和共(gong)栅极(ji)(ji)(ji)放(fang)大(da)(da)器。图(tu)5-21（a）所示是(shi)(shi)共(gong)源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)(ji)放(fang)大(da)(da)器，它相(xiang)(xiang)当(dang)(dang)(dang)于晶体管(guan)共(gong)发射极(ji)(ji)(ji)放(fang)大(da)(da)器，是(shi)(shi)一(yi)种(zhong)(zhong)最(zui)常(chang)用的(de)电(dian)路。图(tu)5-21（b）所示是(shi)(shi)共(gong)漏极(ji)(ji)(ji)放(fang)大(da)(da)器，相(xiang)(xiang)当(dang)(dang)(dang)于晶体管(guan)共(gong)集电(dian)极(ji)(ji)(ji)放(fang)大(da)(da)器，输入(ru)(ru)信(xin)号从漏极(ji)(ji)(ji)与(yu)栅极(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)间(jian)输入(ru)(ru)，输出(chu)(chu)信(xin)号从源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)(ji)与(yu)漏极(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)间(jian)输出(chu)(chu)，这种(zhong)(zhong)电(dian)路又称为源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)(ji)输出(chu)(chu)器或源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)(ji)跟(gen)随器。图(tu)5-21（c）所示是(shi)(shi)共(gong)栅极(ji)(ji)(ji)放(fang)大(da)(da)器，它相(xiang)(xiang)当(dang)(dang)(dang)于晶体管(guan)共(gong)基(ji)极(ji)(ji)(ji)放(fang)大(da)(da)器，输入(ru)(ru)信(xin)号从栅极(ji)(ji)(ji)与(yu)源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)间(jian)输入(ru)(ru)，输出(chu)(chu)信(xin)号从漏极(ji)(ji)(ji)与(yu)栅极(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)间(jian)输出(chu)(chu)，这种(zhong)(zhong)放(fang)大(da)(da)器的(de)高频特性(xing)比较好。

绝(jue)缘栅型场(chang)效应(ying)管的输入电(dian)(dian)(dian)(dian)阻很(hen)(hen)(hen)高，如果在栅极(ji)上(shang)感应(ying)了(le)电(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)，很(hen)(hen)(hen)不容易泄放，极(ji)易将PN结击穿而造成损坏。为了(le)避(bi)免发生PN结击穿损坏，存放时(shi)应(ying)将场(chang)效应(ying)管的3个极(ji)短接；不要将它放在静(jing)电(dian)(dian)(dian)(dian)场(chang)很(hen)(hen)(hen)强(qiang)的地方，必要时(shi)可放在屏蔽盒内。焊(han)(han)接时(shi)，为了(le)避(bi)免电(dian)(dian)(dian)(dian)烙(luo)铁(tie)带有感应(ying)电(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)，应(ying)将电(dian)(dian)(dian)(dian)烙(luo)铁(tie)从电(dian)(dian)(dian)(dian)源上(shang)拔(ba)下。焊(han)(han)进(jin)电(dian)(dian)(dian)(dian)路板后(hou)，不能让栅极(ji)悬空(kong)。

场效应管放大电路图的工作原理

（1）源极接地放大器

源极(ji)接(jie)地(di)放(fang)大(da)(da)(da)(da)器是场效(xiao)应管放(fang)大(da)(da)(da)(da)器最重要(yao)的(de)(de)电(dian)路形式，其工(gong)作原理(li)如图5-25所示。图中(zhong)，交(jiao)流输入电(dian)压Ui在1/4周(zhou)期内处于(yu)(yu)增(zeng)大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)趋势，因(yin)此在这段时(shi)(shi)间内漏(lou)极(ji)电(dian)流ID增(zeng)大(da)(da)(da)(da)。ID的(de)(de)增(zeng)大(da)(da)(da)(da)使负(fu)载上(shang)的(de)(de)压降(jiang)增(zeng)大(da)(da)(da)(da)，UDS就下降(jiang)；当Ui在2/4周(zhou)期内时(shi)(shi)，处于(yu)(yu)减小状态，UGS增(zeng)大(da)(da)(da)(da)，ID则减小，而ID的(de)(de)减小使负(fu)载上(shang)的(de)(de)压降(jiang)减小，UDS就上(shang)升。以此类推，其输入与输出(chu)信号的(de)(de)波形如图中(zhong)所示。Ui和ID的(de)(de)相(xiang)(xiang)位相(xiang)(xiang)同，与输出(chu)信号电(dian)压UDS的(de)(de)相(xiang)(xiang)位相(xiang)(xiang)反。

（2）栅极接地放大器

栅极接(jie)地放大器适用于高频(pin)宽带放大器，其基本连接(jie)方(fang)式如图5-26所示。

（3）漏极接地放大器

漏极(ji)(ji)(ji)接(jie)(jie)地放大器也称(cheng)为(wei)(wei)源极(ji)(ji)(ji)跟(gen)随(sui)器或(huo)源极(ji)(ji)(ji)输出(chu)器，相当于双极(ji)(ji)(ji)型晶(jing)体管(guan)的集电极(ji)(ji)(ji)接(jie)(jie)地电路。图(tu)5-27为(wei)(wei)其基本连接(jie)(jie)图(tu)。源极(ji)(ji)(ji)跟(gen)随(sui)器最主要的特(te)点(dian)是输出(chu)阻抗低。

由于(yu)场效应管的输入(ru)阻抗(kang)非常高，也就是输入(ru)电(dian)(dian)流(liu)极小，它(ta)常用于(yu)收音机电(dian)(dian)路中作为微弱信号的放大器。

① 源极接地放大器与射极跟随器（共集电极晶体管放大器）的组合。

如图(tu)5-28所示，VT1为源极接(jie)地场效应管(guan)(guan)放(fang)大器(qi)，VT2为共集电(dian)极晶体管(guan)(guan)放(fang)大器(qi)。若电(dian)路中没有设置VT2，而是将数千欧(ou)的(de)负载(zai)RL直接(jie)作(zuo)为VT1的(de)负载(zai)，其电(dian)压(ya)增益(yi)就相(xiang)当(dang)小。通过源极接(jie)地放(fang)大器(qi)与(yu)低输出阻抗的(de)射极跟随器(qi)进行组合，就可获得较高的(de)电(dian)压(ya)增益(yi)，这是该电(dian)路的(de)主要特(te)征。

② 源极接地放大器与共发射极放大器的组合。

共(gong)发(fa)射(she)(she)(she)极放大(da)器(qi)的(de)输入(ru)阻抗(kang)在103Ω的(de)范围内，很(hen)难由场效应管直接(jie)驱(qu)动，但是，若通过(guo)一级(ji)射(she)(she)(she)极跟随器(qi)，将其作为图(tu)5-25中的(de)负载RL接(jie)在共(gong)发(fa)射(she)(she)(she)极放大(da)器(qi)之前(qian)，就很(hen)容易驱(qu)动了，如(ru)图(tu)5-29所示(shi)。该(gai)电路在输出(chu)级(ji)的(de)前(qian)面加入(ru)了一级(ji)射(she)(she)(she)极跟随器(qi)，以获得大(da)电流增益，这(zhei)是典型的(de)低(di)输出(chu)阻抗(kang)实例(li)。

③ 将源极接地放大器与共基极放大器组合成级联式放大器。

图5-30所示是将场效(xiao)应(ying)管的低噪声性与共(gong)基极(ji)放大(da)(da)器对高频(pin)放大(da)(da)的适(shi)应(ying)性相结(jie)合(he)而(er)产生的级联式放大(da)(da)器，常(chang)作(zuo)为(wei)宽频(pin)带低噪声的前置(zhi)放大(da)(da)器。

场效应管放大电路图的偏置方法

（1）固定式偏置电路

在(zai)场效(xiao)应管(guan)放大器中，有时(shi)需要(yao)外加栅极直流(liu)偏(pian)置电源(yuan)，这种方式被称为固定式偏(pian)置电路(lu)，如(ru)图(tu)5-22所(suo)示。

C1和(he)C2分(fen)别是输入端耦合电容和(he)输出端耦合电容。+UCC通过(guo)漏极(ji)(ji)负载电阻R2加(jia)到VT的(de)漏极(ji)(ji)，VT的(de)源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)接地。-UCC是栅(zha)极(ji)(ji)专用(yong)偏(pian)置直(zhi)流电源(yuan)(yuan)，为(wei)负极(ji)(ji)性电源(yuan)(yuan)，它通过(guo)栅(zha)极(ji)(ji)偏(pian)置电阻R1加(jia)到VT1的(de)栅(zha)极(ji)(ji)，使栅(zha)极(ji)(ji)电压(ya)低于源(yuan)(yuan)极(ji)(ji)电压(ya)，这样就建立了(le)VT的(de)正常偏(pian)置电压(ya)。

在电(dian)路中，输入信号Ui经C1耦合(he)至场效应管(guan)VT的(de)栅(zha)极，与原来的(de)栅(zha)极负偏压叠加(jia)。场效应管(guan)受到栅(zha)极的(de)作(zuo)用，其漏极电(dian)流(liu)I2相(xiang)应变化，并在负载电(dian)阻R2上产生压降，经C2隔离(li)直流(liu)后输出，在输出端即得(de)到放大了的(de)信号电(dian)压Uo。I2与Ui同(tong)相(xiang)，Uo与Ui反相(xiang)。

这种(zhong)偏置电(dian)(dian)路的(de)优点是VT的(de)工(gong)作点可以任意选择，不受其他因素的(de)制约，也充分利用了漏(lou)极直流电(dian)(dian)源+UCC，所以可以用于低压供电(dian)(dian)放(fang)大器(qi)。其缺点是需(xu)要(yao)两个直流电(dian)(dian)源。

（2）自给偏压共源极放大电路

图5-23所(suo)示是(shi)(shi)典型的(de)(de)自给(ji)偏压(ya)(ya)(ya)共源(yuan)(yuan)极(ji)放大电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)。图中C1和C2分别是(shi)(shi)输(shu)入、输(shu)出耦合电(dian)(dian)(dian)容(rong)，起通(tong)交(jiao)流(liu)、隔直(zhi)流(liu)的(de)(de)作(zuo)用(yong)；+UCC为漏(lou)极(ji)直(zhi)流(liu)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)源(yuan)(yuan)，为放大电(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)提(ti)供(gong)能源(yuan)(yuan)；RD是(shi)(shi)漏(lou)极(ji)电(dian)(dian)(dian)阻，它能把漏(lou)极(ji)电(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)变化转变为电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)的(de)(de)变化，以(yi)便输(shu)出信号电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)；RS是(shi)(shi)源(yuan)(yuan)极(ji)电(dian)(dian)(dian)阻，其(qi)作(zuo)用(yong)是(shi)(shi)产(chan)生一个(ge)源(yuan)(yuan)极(ji)到地的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)降，以(yi)提(ti)供(gong)源(yuan)(yuan)极(ji)偏压(ya)(ya)(ya)，建立静态偏置(zhi)，同(tong)时具(ju)有电(dian)(dian)(dian)流(liu)负(fu)反(fan)馈(kui)的(de)(de)作(zuo)用(yong)；CS是(shi)(shi)源(yuan)(yuan)极(ji)旁路(lu)(lu)电(dian)(dian)(dian)容(rong)，给(ji)源(yuan)(yuan)极(ji)交(jiao)流(liu)信号提(ti)供(gong)一条通(tong)路(lu)(lu)，以(yi)免交(jiao)流(liu)信号在(zai)RS上产(chan)生负(fu)反(fan)馈(kui)。

由(you)于场效(xiao)应管在(zai)漏极(ji)(ji)电(dian)流较大时，具有温度(du)上升、漏极(ji)(ji)电(dian)流就减(jian)小的(de)特点，因而(er)热稳(wen)定性好(hao)，故源极(ji)(ji)仅需设置(zhi)自(zi)偏(pian)压电(dian)路就十分稳(wen)定了(le)。

“自给偏压(ya)”指的(de)是(shi)由场效应管自身的(de)电流(liu)产生偏置(zhi)(zhi)电压(ya)。N沟(gou)道结型场效应管正(zheng)常工作时(shi)(shi)，栅(zha)(zha)极(ji)、源极(ji)之(zhi)间需要(yao)加(jia)一个负偏置(zhi)(zhi)电压(ya)，这一点与晶体管的(de)发射(she)结需要(yao)正(zheng)偏置(zhi)(zhi)电压(ya)是(shi)相(xiang)反(fan)的(de)。为了(le)(le)使栅(zha)(zha)极(ji)、源极(ji)之(zhi)间获得所(suo)需负偏压(ya)，设(she)置(zhi)(zhi)了(le)(le)自生偏压(ya)电阻(zu)RS。当(dang)源极(ji)电流(liu)流(liu)过RS时(shi)(shi)，将会在(zai)RS两端产生上正(zheng)下负的(de)电压(ya)降US。由于栅(zha)(zha)极(ji)通过RG接地，所(suo)以栅(zha)(zha)极(ji)为零电位。这样，RS产生的(de)US就能使栅(zha)(zha)极(ji)、源极(ji)之(zhi)间获得所(suo)需的(de)负偏压(ya)UGS，这就是(shi)自给偏压(ya)共源极(ji)放大电路(lu)的(de)工作原理。

（3）分压式自偏压电路

图5-24所示为分压(ya)式自偏(pian)压(ya)电(dian)路，又(you)称栅极接(jie)正电(dian)位偏(pian)置电(dian)路。它(ta)是在自给偏(pian)压(ya)共源极放(fang)大(da)电(dian)路的基(ji)础上(shang)，加上(shang)分压(ya)电(dian)阻Rf1和Rf2构成的。

图(tu)中(zhong)，电(dian)源+UDD、输入耦合(he)(he)电(dian)容(rong)C1、输出耦合(he)(he)电(dian)容(rong)C2、漏极(ji)(ji)电(dian)阻(zu)RD、源极(ji)(ji)电(dian)阻(zu)RS、源极(ji)(ji)旁路(lu)(lu)电(dian)容(rong)CS的(de)(de)(de)作用(yong)均与(yu)(yu)自给偏压共源极(ji)(ji)放大电(dian)路(lu)(lu)相(xiang)同。Rf1和Rf2是分压偏置电(dian)阻(zu)，Rf1与(yu)(yu)Rf2的(de)(de)(de)接点通过大电(dian)阻(zu)RG与(yu)(yu)场(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)的(de)(de)(de)栅极(ji)(ji)相(xiang)连。由(you)于栅极(ji)(ji)绝缘无电(dian)流，所(suo)以Rf1与(yu)(yu)Rf2的(de)(de)(de)分压点A与(yu)(yu)场(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)的(de)(de)(de)栅极(ji)(ji)同电(dian)位。由(you)于该电(dian)路(lu)(lu)既(ji)有(you)“分压偏置”又有(you)“自给偏置”，所(suo)以又称(cheng)为组合(he)(he)偏置电(dian)路(lu)(lu)。这种偏置电(dian)路(lu)(lu)既(ji)可用(yong)于耗尽型场(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)，也可用(yong)于增强型场(chang)(chang)(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)。

场效应管放大电路图的应用实例

1．场效应管固定式偏置电路在双管袖珍收音机中的应用

图5-31所示是一种双管(guan)袖珍(zhen)收音机(ji)电(dian)路(lu)，它采用两只(zhi)晶体(ti)管(guan)，这种电(dian)路(lu)具有较高的灵敏度。

在该电(dian)(dian)(dian)路(lu)中，电(dian)(dian)(dian)池作为直流电(dian)(dian)(dian)源通过负载(zai)电(dian)(dian)(dian)阻R1为场(chang)(chang)效应(ying)管(guan)的(de)(de)漏极提供偏(pian)置电(dian)(dian)(dian)压，使其工作在放(fang)(fang)大状态。由(you)外(wai)接天(tian)线接收天(tian)空中的(de)(de)各(ge)种(zhong)信(xin)号，交流信(xin)号通过C1进(jin)入(ru)LC谐(xie)振(zhen)电(dian)(dian)(dian)路(lu)。LC谐(xie)振(zhen)电(dian)(dian)(dian)路(lu)是由(you)磁棒线圈和(he)电(dian)(dian)(dian)容组成(cheng)的(de)(de)，谐(xie)振(zhen)电(dian)(dian)(dian)路(lu)选频后(hou)，将信(xin)号经(jing)C4耦合(he)至(zhi)场(chang)(chang)效应(ying)管(guan)VT的(de)(de)栅(zha)极，与(yu)栅(zha)极负偏(pian)压叠加后(hou)加到场(chang)(chang)效应(ying)管(guan)的(de)(de)栅(zha)极上，使场(chang)(chang)效应(ying)管(guan)的(de)(de)漏极电(dian)(dian)(dian)流ID相应(ying)变(bian)化，并(bing)在负载(zai)电(dian)(dian)(dian)阻R1上产生压降，经(jing)C5隔离直流后(hou)输(shu)出(chu)，在输(shu)出(chu)端即得到放(fang)(fang)大了的(de)(de)信(xin)号电(dian)(dian)(dian)压。放(fang)(fang)大后(hou)的(de)(de)信(xin)号送(song)入(ru)晶体(ti)管(guan)的(de)(de)基极，由(you)晶体(ti)管(guan)放(fang)(fang)大后(hou)输(shu)出(chu)较纯净的(de)(de)音频信(xin)号送(song)到耳机(ji)中。

2．场效应管在FM收音电路中的应用

图5-32所示是FM前端电(dian)(dian)(dian)路(lu)，它是由高频(pin)(pin)(pin)(pin)放(fang)大器(qi)VT1、混(hun)频(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)VT3和(he)本(ben)机(ji)(ji)振荡器(qi)VT2等(deng)部(bu)分(fen)构成的(de)(de)(de)。天线感应的(de)(de)(de)FM调频(pin)(pin)(pin)(pin)广播信号(hao)经(jing)(jing)输入变(bian)压器(qi)L1加(jia)到(dao)VT1的(de)(de)(de)栅极(ji)。VT1为高频(pin)(pin)(pin)(pin)放(fang)大器(qi)的(de)(de)(de)主要器(qi)件(jian)，它将(jiang)FM高频(pin)(pin)(pin)(pin)信号(hao)放(fang)大后经(jing)(jing)变(bian)压器(qi)L2加(jia)到(dao)混(hun)频(pin)(pin)(pin)(pin)电(dian)(dian)(dian)路(lu)VT3的(de)(de)(de)栅极(ji)。VT2和(he)LC谐振电(dian)(dian)(dian)路(lu)构成本(ben)机(ji)(ji)振荡器(qi)，振荡信号(hao)由振荡变(bian)压器(qi)的(de)(de)(de)次级送往混(hun)频(pin)(pin)(pin)(pin)电(dian)(dian)(dian)路(lu)VT3的(de)(de)(de)源极(ji)。混(hun)频(pin)(pin)(pin)(pin)信号(hao)由VT3的(de)(de)(de)漏极(ji)输出，经(jing)(jing)中频(pin)(pin)(pin)(pin)变(bian)压器(qi)IFT（L4）输出10.7MHz中频(pin)(pin)(pin)(pin)信号(hao)。

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