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  6. FET-場效應晶體管偏置電路類型與工作原理
    • 發布時間:2020-04-10 17:45:33
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    FET-場效應晶體管偏置電路類型與工作原理
    與BJT-雙極結型晶體管不同,FET-場效應晶體管不會發生熱失控,正如我們已經討論過的那樣。然而,最大和最小傳輸特性的巨大差異使得ID電平不可預測,具有簡單的固定柵極偏置電壓。為了獲得靜態漏極電流ID和漏極 - 源極電壓VDS的合理限制,必須使用源電阻器和分壓器偏置技術。除了少數例外,MOSFET偏置電路與用于JFET的電路類似。下面討論各種FET(場效應晶體管)偏置電路:
    固定偏置
    場效應晶體管
    固定偏置場效應晶體管
    FET-場效應晶體管器件的直流偏置需要設置柵源電壓VGS來獲得所需的漏電流ID。對于JFET,漏極電流受飽和電流IDS的限制。由于FET-場效應晶體管具有如此高的輸入阻抗,因此沒有柵極電流流動,并且由分壓器或固定電池電壓設置的柵極的直流電壓不會受到FET(場效應晶體管)的影響或負載。
    固定直流偏壓是使用電池VQG獲得。該電池確保柵極相對于源極總是負的,并且沒有電流流過電阻器RG和柵極端子,即IG = 0。電池提供一個電壓VGS以偏置N溝道JFET,但沒有從電池VGG汲取電流。包括電阻器RG以允許通過電容器C施加的任何交流信號在RG上產生。雖然任何交流信號將發展跨越RG,直流電壓下降通RG等于IG RG即0伏。
    柵極-源極電壓VGS則為
    VGS = – vG – vs = – vGG – 0 = – VGG
    然后,漏極 - 源極電流ID由柵極 - 源極電壓固定,如通過等式確定的。
    該電流然后使得跨越該漏極電阻器R的電壓降d和給出 VRD = ID RD 和輸出電壓,Vout = VDD – ID RD
    自偏置電路
    場效應晶體管
    FET-場效應晶體管自偏置電路
    這是偏置JFET的最常用方法,用于N溝道JFET的自偏置電路如圖所示。
    由于沒有柵極電流流過反向偏置柵極 - 源極,因此柵極電流IG = 0,因此vG = iG RG = 0
    利用漏極電流ID,S處的電壓為 Vs= ID Rs
    然后是柵極 - 源極電壓
    VGs = VG – Vs = 0 – ID Rs = – ID Rs
    因此,電阻Rs上的電壓降提供了偏置電壓VGg,并且不需要外部源來進行偏置,這就是它被稱為自偏置的原因。
    工作點(即零信號ID和VDS)可以 通過以下公式和公式輕松確定:
    VDS = VDD – ID (RD + RS)
    因此,JFET放大器的直流條件已完全確定.JFET的自偏置使其靜態工作點穩定,以防止其跨參數等參數發生任何變化。讓給定的JFET被另一個具有雙重電導的JFET代替,那么漏極電流也將試圖加倍,但由于RS上的電壓降任何增加,因此柵極 - 源極電壓VGS變得更負,因此漏極增加電流減少了。
    電位分壓器偏置
    場效應晶體管
    FET-場效應晶體管電位分壓器偏置
    圖中所示的電路提供了略微修改的直流偏置形式。電阻器RGl 和 RG2 在漏極電源VDD 上形成分壓器。RG2 上的電壓V2 提供必要的偏置。從柵極到電源電壓的附加柵極電阻RGl 有利于更大的直流偏置點的調整,并允許使用更大的RS值。
    柵極反向偏置,使得IG = 0 并且柵極電壓
    VG =V2 = (VDD/R G1 + R G2 ) *RG2
    VGS = vG – vs = VG – ID Rs
    該電路設計為ID Rs 大于VG ,因此 VGS 為負。這提供了正確的偏置電壓。
    操作點可以確定為
    ID = (V2 – VGS)/ RS
    VDS = VDD - ID (RD + RS)
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