場效應(yīng)管放大電路的直流偏置電路及偏置電路工作原理詳解

偏置電路概述

晶體管構(gòu)成的放大器要做到不失真地將信號電壓放大，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。所謂工作點就是通過外部電路的設(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)計算獲得）。這些外部電路就稱為偏置電路。

偏置電路工作原理

穩(wěn)定靜態(tài)工作點原理：

由于流過發(fā)射極偏置電阻（Re）的電流IR遠大于基極的電流Ib（Ie>>Ib），因此，可以認為基極電位Vb只取決于分壓電阻Re的阻值大小，與三極管參數(shù)無關(guān)，不受溫度影響。

靜態(tài)工作點的穩(wěn)定是由Vb和Re共同作用實現(xiàn)，穩(wěn)定過程如下：

設(shè)溫度升高→Ic↑→Ie↑→VRe↑→Vbe↓→Ib↓→Ic↓

其中：Ic↑→Ie↑是由并聯(lián)電路電流方程 Ie = Ib+Ic得出，Ie↑→Vbe↓是由串聯(lián)電路電壓方程Vbe= Vb－Ie×Re得出，Ib↓→Ic↓是由晶體三極管電流放大原理 Ic =β×Ib （β表示三極管的放大倍數(shù)） 得出。

由上述分析不難得出，Re越大穩(wěn)定性越好。但事物總是具有兩面性，Re太大其功率損耗也大，同時Ve也會增加很多，使Vce減小導(dǎo)致三極管工作范圍變窄，降低交流放大倍數(shù)。因此Re不宜取得太大。在小電流工作狀態(tài)下，Re值為幾百歐到幾千歐；大電流工作時，Re為幾歐到幾十歐。

場效應(yīng)管偏置電路

場效應(yīng)管偏置電路為了使放大電路正常地工作能把輸入信號不失真地加以放大，必須有一個合適而穩(wěn)定的靜態(tài)工作點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，簡稱偏置電路由于各種電子電路對偏置電路有不同的要求，所以在實際電路中加設(shè)的偏置電路也有所不同。

場效應(yīng)管放大電路的基本結(jié)構(gòu)

場效應(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。

場效應(yīng)管的3個電極，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，輸入信號從漏極與柵極之間輸入，輸出信號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，輸入信號從柵極與源極之間輸入，輸出信號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，存放時應(yīng)將場效應(yīng)管的3個極短接；不要將它放在靜電場很強的地方，必要時可放在屏蔽盒內(nèi)。焊接時，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。焊進電路板后，不能讓柵極懸空。

場效應(yīng)管放大電路的直流偏置電路

由場效應(yīng)管組成放大電路時，也要建立合適的靜態(tài)工作點Q，而且場效應(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）所示電路是一個自偏壓電路，其中場效應(yīng)管的柵極通過電阻Rg接地，源極通過電阻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-源極間提供一個偏置電壓VGS，故稱為自偏壓電路。靜態(tài)時，源極電位VS=IDR。由于柵極電流為零，Rg上沒有電壓降，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，因為在柵源電壓大于零、等于零和小于零的一定范圍內(nèi)，耗盡型MOS管均能正常工作。

增強型MOS管只有在柵-源電壓達到其開啟電壓VT時，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，由于柵極電流為零，Rg3上沒有電壓降，所以柵極電位由Rg2與Rg1對電源VDD分壓得到，即

偏置電路

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