場(chǎng)效應(yīng)管放大電路圖（一）

圖3-26所示是一種超小型收音機(jī)電路，它采用兩只晶體管，這種電路具有較高的靈敏度。

圖3-26場(chǎng)效應(yīng)管在袖珍收音機(jī)電路中的應(yīng)用

該電路中，電池作為直流電源通過負(fù)載電阻器R1為場(chǎng)效應(yīng)管漏極提供偏置電壓，使其工作在放大狀態(tài)。由外接天線接收天空中的各種信號(hào)，交流信號(hào)通過C1，進(jìn)入LC諧振電路。LC諧振電路是由磁棒線圈和電容器組成的，諧振電路選頻后，經(jīng)C4耦合至場(chǎng)效應(yīng)管VT的柵極，與柵極負(fù)偏壓疊加，加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極上，使場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流ID相應(yīng)變化，并在負(fù)載電阻器R1上產(chǎn)生壓降，經(jīng)C5隔離直流后輸出，在輸出端即得到放大了的信號(hào)電壓。放大后的信號(hào)送入三極管的基極，由三極管放大后輸出較純凈的音頻信號(hào)送到耳機(jī)。

圖3-27所示是FM收音機(jī)調(diào)諧電路，它是由高頻放大器VT1、混頻器VT3和本機(jī)振蕩器VT2等部分構(gòu)成的。天線感應(yīng)的FM調(diào)頻廣播信號(hào)，經(jīng)輸入變壓器L1加到VT1晶體管的柵極，VT1為高頻放大器主要器件，它將FM高頻信號(hào)放大后經(jīng)變壓器L2加到混頻電路VT3的柵極，VT2和LC諧振電路構(gòu)成本機(jī)振蕩器，振蕩信號(hào)由振蕩變壓器的次級(jí)送往混頻電路VT3的源極?；祛l電路VT3由漏極輸出，經(jīng)中頻變壓器IFT（L4）輸出10.7MHz中頻信號(hào)。

圖3-27FM收音機(jī)電路（調(diào)諧器部分）

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路圖（二）

與雙極型晶體管一樣，場(chǎng)效AM29LV017D-70EC應(yīng)管也有三種基本接法：共源、共漏和共柵極接法，其中，共源相當(dāng)于共發(fā)射極接法；共漏相當(dāng)于共集電極接法；共柵相當(dāng)于共基極接法。

共源極電路，如圖4-19（a）所示，相當(dāng)于雙極晶體管的共發(fā)射極電路。當(dāng)交流信號(hào)Ui經(jīng)C，加到柵一源極時(shí)，使柵極偏壓隨信號(hào)而變，于是控制了ID的變化，在RL上產(chǎn)生壓降，通過C2將放大了的信號(hào)電壓輸出。

如果用Rc;表示場(chǎng)效應(yīng)管的柵極偏置電阻，用R喁表示場(chǎng)效應(yīng)管的柵一源間電阻，則共源電路的輸入電阻R，=Rc／／Rcs≈Rc（因Rcs》Rc）。

如果用rDS來表示場(chǎng)效應(yīng)管的漏一源間電阻，用RL來表示共源電路的負(fù)載電阻，則共源電路的輸出電阻R。=RDS//RL～RL（因RDS》RL）。

共源電路的電壓放大倍數(shù)：K一-gmRL，式中，gm為場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)，相當(dāng)于晶體管的放大系數(shù)口，RL為負(fù)載電阻。

由于共源極電路輸入電阻高，電壓增益大，故應(yīng)用最廣，但它的截止頻率較低，在高頻工作時(shí)受到一些限制。

共漏極電路，如圖4-19（b）所示，與晶體管共集電路相似。同共源極電路一樣，其輸入電阻也取決于外加偏置電阻，即R，=Ri∥R2，電壓放大倍數(shù)K≈1，且輸入、輸出電壓同相，故也叫傲源極跟隨器。由于這種電路輸入電阻高、輸出電阻低，且有良好的電壓跟隨特性，因而常用作緩沖放大器，起到隔離、阻抗變換的作用。

共柵極電路，如圖4-19（c）所示，它與晶體管共基電路相近。其輸入電阻極低（Ri≈l／gm），輸出電阻較高R。≈R。，有良好的電壓放大特性，因而常用于高頻電壓放大。

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路圖（三）

場(chǎng)效應(yīng)管50W音頻功率放大電路

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路圖（四）

以場(chǎng)效應(yīng)晶體管為基本元件的放大器的電路結(jié)構(gòu)

場(chǎng)效應(yīng)管單管甲類前級(jí)放大器見圖1。Tn源極電位實(shí)測(cè)為0.5V，漏極電位為5.0V，漏極電流IDSS等于1.25mA。根據(jù)2SK30AMT出廠說明書載明的相關(guān)內(nèi)容，該工作點(diǎn)的線性最好。

該級(jí)放大器放大倍數(shù)依據(jù)公式Au=-gmRf3計(jì)算，式中g(shù)m——場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)。

2SK30AMT在VDs=10V，VGS=0V時(shí)的最小跨導(dǎo)gm=1.2ms。那么該級(jí)放大器放大倍數(shù)為6.72。

音量調(diào)節(jié)通過進(jìn)階開關(guān)加11個(gè)固定電阻進(jìn)行，每個(gè)電阻10k。這樣做的好處是既經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量又好。音量調(diào)節(jié)實(shí)為10級(jí)，聽音效果十分理想。

第二級(jí)放大電路作源極輸出器，旨在匹配電路，提高前級(jí)的負(fù)載能力，放大倍數(shù)近似為1。靜態(tài)工作點(diǎn)仍然十分重要，Tf2源極電位實(shí)測(cè)為5.5V，位于電源電壓的中值附近，很好。在該級(jí)上，同樣可算出漏極電流2.75mA，也要滿足甲類放大器對(duì)靜態(tài)的要求。

隔直電容C17，C18對(duì)音質(zhì)的好壞影響較大，選用進(jìn)口名牌WIMA電容。

后級(jí)放大電路仍采用推挽式、甲乙類放大器

對(duì)稱放大電路所用元件要檢測(cè)其靜態(tài)特性。功率放大電路如圖2所示。

以Tm1和Tm3為例，其檢測(cè)參數(shù)主要是IDDS，即當(dāng)VGS=0時(shí)的漏極電流。在VGS=0時(shí)，測(cè)出IDDS，其值相近為宜。同樣地，Tm2和Tm4也要與Tm1或Tm3靜態(tài)值相差無幾，或相近。只有這4個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)值大致相同，才有可能做出優(yōu)質(zhì)的放大器來。成批生產(chǎn)的放大器價(jià)格很高，正是這些電路中使用的元件匹配困難，造成制造成本高，制約了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路圖（五）

對(duì)應(yīng)三極管的共射、共集及共基放大電路，場(chǎng)效應(yīng)管放大電路也有共源、共漏和共柵三種基本組態(tài)。下面以JFET組成的共源極放大電路為例，介紹場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的工作原理。

1.自偏壓電路

自偏壓電路如圖3-10所示。在圖中，場(chǎng)效應(yīng)管柵極通過柵極電阻RG接地，源極通過源極電阻RS接地。這種偏置方式利用JFET（或耗盡型MOS管）在柵源電壓uGS=0時(shí)，漏極電流iD≠0的特點(diǎn)，以漏極電流在源極電阻RS上的直流壓降，給柵源之間提供反向偏置電壓。也就是說，在靜態(tài)時(shí)，源極電位uS=iDRS，由于柵極電流為0，RG上沒有壓降，柵極電位uG=0，所以柵源之間的偏置電壓為

uGS=uG-uS=-iDRS

要說明的是，自偏壓方式不能用于由增強(qiáng)型MOS管組成的放大電路。因?yàn)樵鰪?qiáng)型MOS管

只有當(dāng)uGS達(dá)到UT時(shí)才有iD產(chǎn)生。

對(duì)于圖3-10電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，可以利用式（3-1）和式（3-3）求聯(lián)立方程，即

ID=IDSS（1-UGS/UP）2（3-4）

UGS=-IDRS（3-5）

求得ID和UGS之后，則有

UDS=VDD-ID（RD+RS）（3-6）

例3-1電路如圖3-10所示，已知IDSS=0.5mA，UP=-1V，試確定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

解：根據(jù)上面分析得到的公式有

ID=0.5（1+UGS）2

UGS=-2ID

將UGS表達(dá)式代入ID表達(dá)式中，得

ID=0.5（1-2ID）2

解方程得

ID=（0.75±0.56）mA

而IDSS=0.5mA，ID不應(yīng)大于IDSS，所以

IDQ=0.19mA

UGSQ=0.38V

UDSQ=11.9

2.分壓式自偏壓電路

雖然自偏壓電路比較簡(jiǎn)單，但是當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)確定后，uGS和iD就確定了，因而RS選擇的范圍很小。分壓式自偏壓電路是在圖3-10電路的基礎(chǔ)上加接分壓電阻后組成的，如圖3-11所示。漏極電源VDD經(jīng)分壓電阻RG1和RG2分壓后，通過RG3供給柵極電壓，uG=RG2VDD/（RG1+RG2）;同時(shí)漏極電流在源極電阻RS上也產(chǎn)生壓降，uS=iDRS。因此，靜態(tài)時(shí)加在JFET上的柵源電壓為

uGS=uG-u=VDDRG2/（RG1+RG2）-iDRS（3-7）

同樣可根據(jù)式（3-1）和（3-7）求聯(lián)立方程，即

ID=IDSS（1-UGS/UP）2

UGS=VDDRG2/（RG1+RG2）-IDRS

從而求出ID和UGS，并求出

UDS=VDD-ID（RD+RS）

得出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

3、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析

圖3-10自偏壓電路可以用圖3-12的交流等效電路來表示，圖中RL為放大電路外加的負(fù)載電阻。從圖中不難求出電壓放大倍數(shù)Au、Ri和Ro三個(gè)性能參數(shù)。

1.電壓放大倍數(shù)Au

由圖3-12可得出

Au=uo/ui=（-idR′L）/ugs=-（gmugsR′L）/ugs

即

Au=-gmR′L（3-8）

其中，R′L=RD∥RL。

式（3-8）表明，JFET共源放大電路的電壓放大倍數(shù)Au與跨導(dǎo)gm成正比，且輸出電壓與輸入電壓反相。

2.輸入電阻Ri和輸出電阻Ro

由圖3-12可得

Ri≈RG（3-9）

Ro≈RD（3-10）

可見，共源放大電路的輸入電阻Ri主要由偏置電阻RG決定，而輸出電阻Ro則由漏極電阻RD決定。