《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》PPT課件及教案,電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能,電子技術(shù),基礎(chǔ),技能,PPT,課件,教案 《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》配套多媒體CAI課件 電子教案 第三章 常用放大器 教學(xué)重點 1．掌握集成運放的符號及器件的引腳功能、集成運放的主要參數(shù)和理想集成運放的特點。 2．能識讀由理想集成運放構(gòu)成的常用電路（反相輸入、同相輸入、差分輸入運放電路和加法、減法運算電路），會估算輸出電壓值。 3．了解集成運放的使用常識，會根據(jù)要求正確選用元器件，安裝和調(diào)試集成運放組成的應(yīng)用電路。 4．能識讀OTL、OCL功率放大器的電路圖。 5．了解典型功放集成電路的引腳功能，能按工藝要求裝接典型功放電路。 教學(xué)難點 1．差分放大電路分析。 2．理解功放電路與小功率放大電路的區(qū)別。 3．讀圖能力綜合訓(xùn)練。 學(xué)時分配 序號 內(nèi) 容 學(xué) 時 1 3.1集成運算放大器 8 2 3.2低頻功率放大器 6 3 技能實訓(xùn)——音頻功放電路的安裝與調(diào)試 8 4 *3.3場效晶體管放大器 2 5 本章總學(xué)時 24 3.1集成運算放大器 3.1.1放大電路中的負反饋 反饋是指將放大電路輸出量（電壓或電流）的一部分或全部，按一定方式反方向送回到輸入端，并與輸入信號疊加的過程。 放大電路 A 反饋電路 F 輸入 凈輸入 輸出 取樣 比較 反饋 Xi Xo Xf 如圖所示，由基本放大電路A和反饋電路F構(gòu)成一個閉環(huán)放大器。 反饋系數(shù) 開環(huán)放大倍數(shù) 閉環(huán)放大倍數(shù) 其中1+AF稱為反饋深度。 1．反饋類型 若將直流量反饋到輸入端，稱為直流反饋。多用于穩(wěn)定靜態(tài)工作點。 若將交流量反饋到輸入端，稱為交流反饋。多用于改善放大器的動態(tài)性能。 引入反饋后使凈輸入量增加的反饋，稱為正反饋。多用于振蕩電路和脈沖電路。 引入反饋后使凈輸入量減小的反饋，稱為負反饋。多用于改善放大器的性能。 引入交流負反饋后的放大電路，稱為負反饋放大電路。若反饋深度1+AF?1，則稱為深度負反饋，那么 2．負反饋放大電路的四種組態(tài) 電壓反饋 反饋量取自輸出電壓的反饋?？梢詼p小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓 電流反饋 反饋量取自輸出電流的反饋?？梢栽龃筝敵鲭娮瑁€(wěn)定輸出電流 串聯(lián)反饋 反饋量與輸入量以電壓方式相疊加的反饋。提高輸入電阻 并聯(lián)反饋 反饋量與輸入量以電流方式相疊加的反饋。減小輸入電阻 這樣，交流負反饋放大電路有四種組態(tài)，即 電壓串聯(lián) 電流串聯(lián) 電壓并聯(lián) 電流并聯(lián) 電路評價： 負反饋放大電路是以減小放大倍數(shù)為代價，獲得放大電路增益的穩(wěn)定性；減小非線性失真；擴展頻帶寬度；改變輸入、輸出電阻，從而改善放大電路的性能。 3.1.2集成運放符號、引腳功能 集成運放電路圖形符號如圖所示。 — + + w∞ ui－ uo ui+ - “w”表示運算放大器，“∞”表示開環(huán)增益極高。 集成運放有兩個輸入端，一個輸出端uo。 其中“+”為同相輸入端ui+，“－”為反相輸入端ui－。 通過實物認識集成運放的外形與封裝 以μA741為例介紹引腳排列： 6 5 7 8 4 3 2 1 ＋ － OA1 NC IN－ IN＋ V＋ OUT GND OA2 （a）μA741實物圖 （b）μA741引腳排列 3.1.3 集成運放組成和主要參數(shù) 1．集成運放的組成 集成運放的內(nèi)部由輸入級、中間級、輸出級以及偏置電路四部分組成，如圖所示： 輸入級 中間級 輸出級 偏置電路 ui+ ui－ （1）輸入級 運放輸入級都采用差分放大電路，解決直接耦合放大電路中零點漂移問題。 （2）中間級 中間級的作用是提供高的放大倍數(shù)，通常由一或兩級有源負載放大電路構(gòu)成。 （3）輸出級 集成運放的輸出級一般由互補對稱電路或準(zhǔn)互補對稱電路構(gòu)成，以提高運放的輸出功率和帶負載能力。 （4）偏置電路 為各級提供穩(wěn)定的靜態(tài)工作電流，確保靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。 2．差分放大電路 差分放大電路不但能有效地放大信號，而且還能有效的抑制零點漂移。 如圖是差分放大電路的基本形式，由于電路只有當(dāng)兩個輸入端之間有差別時，輸出電壓才有變動，所以該電路也稱為差分放大電路。 VT1 Rb1 Rc1 VBB ui1 － + Re1 － + Rb2 Rc2 VBB ui2 Re2 VT2 +VCC + uo － 由于差分放大電路電路完全對稱，當(dāng)ui=0時，Uo=UC1－UC2=0。 （1）差模信號——ui1與ui2所加信號為大小相等、極性相反的輸入信號（即放大信號）。 這時，ΔiC1=－ΔiC2，ΔuC1=－ΔuC2，uo=（UC1 +ΔuC1）－（UC2－ΔuC2）=2ΔuC1，從而實現(xiàn)電壓放大。 （2）共模信號——以大小相等、極性相同的一對信號加在兩管的輸入端（由溫度變化等因素引起的兩管輸出漂移電壓，相當(dāng)于有害信號）。 這時，產(chǎn)生的ΔiC1=ΔiC2，ΔuC1=ΔuC2，uo=（UC1 +ΔuC1）－（UC2+ΔuC2）=0，共模輸出為零。 （3）共模抑制比 它是反映差分放大器放大有用的差模信號和抑制有害的共模信號的能力的一個綜合指標(biāo)，其中， Aud是差模放大倍數(shù)，Auc是共模放大倍數(shù)。顯然，KCMR越大，電路對共模信號的抑制能力越強。理想情況下，Auc=0，KCMR→∞。 3．集成運放主要參數(shù) （1）開環(huán)差模增益Aod 指集成運放無外加反饋回路的差模增益。一般在104～107之間。Aod越大，電路越穩(wěn)定，運算精度也越高。 （2）開環(huán)共模增益Aoc 指集成運放無外加反饋回路的共模增益。它反映集成運放抗溫漂、抗共模干擾的能力，優(yōu)質(zhì)的集成運放Aoc應(yīng)接近于零。 （3）共模抑制比KCMR 用來綜合衡量集成運放的放大能力和抗溫漂、抗共模干擾的能力，一般應(yīng)大于80dB。 3.1.4集成運放的理想特性 在分析運放的各種實用電路時，為了簡化問題的分析，通常將運放看成為理想運放。 1．理想運放條件 （1）開環(huán)差模放大倍數(shù)趨于無窮大。 （2）兩輸入端之間的輸入電阻趨于無窮大。 （3）輸出電阻為零。 （4）共模抑制比趨于無窮大。 （5）漂移為零。 2．理想運放特點 理想運放工作區(qū)域有兩個，即線性工作區(qū)和非線性工作區(qū)。 工作在線性放大狀態(tài)的理想運放具有兩個重要特點： （1）虛短：兩輸入端電位相等，即ui+=ui－ 相當(dāng)于兩輸入端短路，但又不是真正的短路，如圖（b）所示，故稱為“虛短”。 （2）虛斷：凈輸入端電流等于零，即ii=0 相當(dāng)于兩輸入端斷開，但又不是真正的斷開，如圖（b）所示，故稱為“虛斷”。 ui－ uo ui+ - ii+ ii－ — + w∞ rid ui－ uo ui+ - ii+ ii－ — + w∞ rid 虛斷 （a）運放電壓和電流示意 （b）“虛短”、“虛斷”示意 3.1.5集成運放的基本運用 當(dāng)理想集成運算放大器在線性工作條件下，根據(jù)兩個輸入端的不同連接，運放有反相、同相和差分輸入三種輸入方式。 1．反相輸入放大器 反相輸入放大器如圖所示， — + + w∞ ui uo R1 Rf R2 i1 ii if ui+ - ui－ - 利用理想運放“虛斷”（ii=0）的概念，則ui+=0，又由于“虛短”（ui－=ui+）的概念，所以 ui－=ui+=0 ，和 則，輸出電壓為： 反相輸入放大器的電壓放大倍數(shù)為： 式中負號表示輸出電壓uo和輸入電壓ui反相。 例：加法運算電路 — + + w∞ ui1 uo Rf R1 R R2 ui2 當(dāng)ui1單獨作用時，電路為反相輸入放大器， 。 同樣，當(dāng)ui2單獨作用時，。 則ui1、ui2共同作用下電路輸出電壓為： 當(dāng)R1=R2=Rf時，則uo=-（ui1+ui2），實現(xiàn)加法運算，負號表示輸出電壓與輸入電壓相位相反。 2．同相輸入放大器 同相輸入放大器如圖所示。 — + + w∞ uo ui R1 Rf R2 ui－ ui+ - i1 ii if 利用理想運放“虛斷”（ii=0）的概念，則ui+= ui，又利用“虛短”（ui－=ui+）的概念，那么， ui－=ui+= ui 由于ii=0，則，即 輸出電壓為： 同相輸入放大器的電壓放大倍數(shù)為： 表明輸出電壓uo和輸入電壓ui同相，且uo大于ui，即電壓放大倍數(shù)Au>1。 例：電壓跟隨器 — + + w∞ uo ui Rf R2 由于R1→∞，Au=1，uo=ui，因此該電路稱為電壓跟隨器。因為電路具有高的輸入阻抗和低的輸出阻抗，電壓跟隨器在電子電路中應(yīng)用極為廣泛，常作為阻抗變換器或緩沖器。 3．差分輸入放大電路 差分輸入放大電路如圖所示。 i1 ii if ui+ - ui－ - — + + w∞ R3 ui1 uo R1 Rf R2 ui2 當(dāng)ui1單獨作用時，ui2=0，電路為反相輸入方式，輸出電壓為 當(dāng)ui2單獨作用時，ui1=0，電路為同相輸入方式，根據(jù)理想運放虛斷的概念，ii=0，則 那么， ui1和ui2共同作用時，輸出電壓則為 如果在電路應(yīng)用中，選擇R1=R2，R3=Rf，則 差分輸入放大器可以實現(xiàn)減法運算。當(dāng)圖中R1=R2=R3=Rf時，輸出電壓為uo=ui2－ui1。 例：減法器 圖示電路由第一級的反相器和第二級的反相加法運算電路級聯(lián)而成。 uo1=ui2 當(dāng)R1=R2 =Rf時，輸出電壓為uo=ui2－ui1，實現(xiàn)了減法運算。 — + + w∞ uo1 ui2 R R RP1 uo Rf R1 RP2 R2 ui1 — + + w∞ 3.1.6集成運放的使用常識 1．集成運放的調(diào)零 集成運放調(diào)零的作用是保證運放實現(xiàn)零輸入時零輸出。當(dāng)選用的運放有調(diào)零端，應(yīng)查閱集成電路手冊，按接線圖正確接上調(diào)零電位器進行調(diào)零。 2．集成運放的保護 （1）輸入保護 （2）輸出保護 （3）電源端反接保護 做一做：反相輸入放大器 3.2低頻功率放大器 功率放大器是指供給最終負載較大信號功率的電路，以推動執(zhí)行機構(gòu)工作。如：讓揚聲器發(fā)出優(yōu)質(zhì)的聲音，使顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈掃描，令繼電器動作等。 3.2.1功率放大電路的要求與分類 1．功率放大器的基本要求 0 t iC IC (a)甲類 t iC 0 (b) 乙類 t iC 0 IC (c) 甲乙類 （1）盡可能大的輸出功率 （2）盡可能高的效率 （3）較小的非線性失真 （4）較好的散熱裝置 2．功率放大器的分類 根據(jù)功放管靜態(tài)工作點的不同，常用功率放大器可分為甲類、乙類和甲乙類三種，如圖所示。 按功放輸出端特點不同，又可分為變壓器耦合功率放大器、無輸出變壓器功率放大器和無輸出電容功率放大器等。 3.2.2雙電源互補對稱功率放大器 雙電源互補對稱功率放大器，又稱無輸出電容功率放大器，簡稱OCL電路。 OCL基本電路結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中VT1、VT2是一對特性對稱的PNP型管和NPN型管，電路工作在乙類狀態(tài)，兩三極管的基極相連后作為輸入端，射極連在一起作為信號的輸出端，集電極則是輸入、輸出的公共端，所以，兩只三極管均連接為射極輸出器形式，輸出端與負載采用直接耦合方式連接。 iL t 0 iC1 iC2 iC2 VT1 VT2 A RL uo + － ui + +VCC －VCC iC1 iL 1．靜態(tài)分析 ui=0時，由于電路結(jié)構(gòu)對稱，IB=0，UA=0，IRL=0。 2．動態(tài)分析 設(shè)輸入信號ui為正弦信號。 在ui正半周內(nèi)，VT1導(dǎo)通，VT2截止，VT1的集電極電流iC1由+VCC→VT1→自上而下流過負載電阻RL→接地端。 在ui負半周內(nèi)，VT2導(dǎo)通，VT1截止，VT2的集電極電流iC2由接地端→自下而上流載電阻RL→VT2→－VCC。 ui t O uo1 O t O t uo2 O t uo 交越失真 由于VT1和VT2管型相反，特性對稱，在ui整個周期，VT1、VT2交替工作，互相補充，向負載RL提供了完整的輸出信號。故該電路稱為互補對稱功率放大器。 3．交越失真 在OCL基本電路中，當(dāng)輸入電壓小于三極管的開啟電壓時，VT1、VT2均截止，從而出現(xiàn)如圖所示的交越失真現(xiàn)象。一旦音頻功率放大器出現(xiàn)交越失真，會使聲音質(zhì)量明顯下降。 4．加偏置的OCL電路 通常OCL電路如圖所示，在兩個功放管的基極之間串聯(lián)二極管和電阻，為三極管VT1、VT2的發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，從而減小交越失真。 A VT2 VT3 RL uo + － ui + － +VCC －VCC VT1 R1 Re Rc VD 電路評價： 由于OCL電路靜態(tài)時兩三極管的發(fā)射極是零電位，所以負載可直接接到發(fā)射極而不必采用輸出耦合電容，故稱為無輸出電容的互補功放電路。該電路采用直接耦合，具有低頻響應(yīng)好，輸出功率大，電路便于集成等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于一些高級音響設(shè)備中。但OCL電路需要兩個獨立的電源，使用起來會感到不方便。 3.2.3單電源互補對稱功率放大器 單電源互補對稱功率放大器，又稱無輸出變壓器功率放大器，簡稱OTL電路。 如圖所示為OTL電路。與OCL電路不同的是，電路由雙電源改為單電源供電，輸出端經(jīng)大電容CL與負載RL耦合。 + VT1 VT2 A RL CL uo + － ui + － +VCC ic2 ic1 iL t 0 iC1 iC2 1．靜態(tài)分析 ui=0時，IB=0，由于兩三極管特性對稱， UA=，則CL上充有左正右負的靜態(tài)電壓，相當(dāng)于一個電壓為的直流電源。此外，在輸出端耦合電容CL的隔直作用下，IRL=0。 2．動態(tài)分析 在ui正、負周期，電路與OCL電路相似，VT1、VT2交替工作，互相補充，通過CL的耦合，向負載RL提供完整的輸出信號。 + + VT2 VT3 A RL C2 uo + － ui + － +VCC R4 R1 R2 R3 C1 VT1 VD1 VD2 3．加偏置的OTL電路 如圖說示是加偏置后的OTL電路。A點的電壓經(jīng)過R1、R2分壓，為三極管VT1提供基極電壓， VT2、VT3是OTL電路的一對互補三極管，為了克服交越失真，在兩個互補三極管的基極之間串聯(lián)二極管VD1、VD2，以提供輸出三極管發(fā)射結(jié)所需的正向偏壓。 電路評價： OTL電路采用單電源供電，輸出通過大容量的耦合電容與負載連接，稱為無輸出變壓器的互補功放電路。與OCL電路相比，該電路少用一個電源，故結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。但OTL電路輸出采用大電容耦合，所以其頻率響應(yīng)較差，不利于電路的集成化。 3.2.4集成功率放大器 集成功放使用應(yīng)注意輸出引腳外接電路的特征，如圖所示是單聲道集成功放輸出引腳外電路特征示意。 -VCC A C + SP +VCC 輸出經(jīng)大容量耦合電容與揚聲器相連 輸出端 A 輸出端 SP +VCC 輸出經(jīng)大容量耦合電容與揚聲器相連 OTL輸出引腳外電路特征 OCL輸出引腳外電路特征 對于雙聲道功率放大器，左、右聲道電路完全對稱，即兩個輸出端,外電路結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)完全一致。 1．LM386集成功放 LM386是一種目前應(yīng)用較多的小功率音頻放大器，其內(nèi)部電路為OTL電路。 8 7 5 6 1 2 3 4 增益 反相 同相 地 輸入 輸入 增益 旁路 電源 輸出 LM386 通過實物認識LM386外形與引腳排列 LM386電路功耗低、增益可調(diào)、允許的電源電壓范圍寬、通頻帶寬、外接元件少，廣泛應(yīng)用于收錄機、電視伴音等系統(tǒng)中，是專為低損耗電源所設(shè)計的功率放大器集成電路。 例： LM386的典型應(yīng)用電路。 RP 10kΩ C1 10μF ui ＋ LM386 1 2 3 4 5 6 7 8 ＋ 旁路 C2 0.1μF R1 5.1 kΩ C3 220μF ＋VCC 9V RL 8Ω ??????????? 2． TDA2822集成功放 TDA2822是小功率雙通道功率放大器，內(nèi)含兩個獨立的功放模塊。 通過實物認識TDA2822外形與引腳排列 TDA2822具有使用電源范圍寬（3～15V）、靜態(tài)電流小、交叉失真小等特點，可組成雙聲道BTL電路。適用于便攜式、微小型收錄機、電腦音響中作功率放大。 技能實訓(xùn)：音頻功放電路的安裝與調(diào)試 作業(yè)任務(wù)書 一、任務(wù)目標(biāo) 1．會根據(jù)原理圖繪制裝接圖和布線圖。 2．能說明電路中各元器件作用，并能檢測元器件。 3．了解功放器件的安全使用知識。 4．會搭建和調(diào)試功放電路。 5．會判斷和檢修簡單故障。 ui 2 3 1 8 4 ＋ － ＋ ∞ R1 4.7kΩ R4 100Ω RP1 10kΩ R2 10kΩ R3 220kΩ RP2 10kΩ CF358 TP S ＋9V 2 5 7 3 6 4 1 8 R5 10kΩ R7 10Ω R6 10Ω ＋ C1 4.7μF C2 10μF ＋ C3 0.01μF C4 0.1μF C5 0.1μF L P TDA2822 C6 100μF ＋ 圖 3.1 帶前置的功率放大電路 二、器材與工具 1．通用印制電路板、直流穩(wěn)壓電源、萬用表、示波器和毫伏表。 2．常用裝聯(lián)和焊接工具。 3．功放電路元器件套件和8Ω/2W假負載。 三、實訓(xùn)步驟 繪制安裝布線圖 → 清點元器件 → 元器件檢測 → 插裝和焊接 → 通電前檢查 → 通電測量 → 數(shù)據(jù)紀(jì)錄。 四、調(diào)試與測量 檢查元器件安裝正確無誤后，才可以接通電源。測量時，先連線后接電源（或開電源開關(guān)），拆線、改線或檢修時一定要先關(guān)電源；電源線不能接錯，否則將可能損壞元器件。 1．測量音頻前置放大器的參數(shù) （1）電路連接。按圖3.2示意圖連接，并將電路中開關(guān)S斷開。把函數(shù)信號發(fā)生器置于正弦波輸出，輸出探頭接至電阻R1，作為前置放大輸入電壓ui，示波器接至測試點TP點。 （2）信號輸入。輸入1kHz、20mV的正弦波信號。 （3）參數(shù)測量。接上9V電壓，用示波器觀察TP端波形。調(diào)節(jié)電位器RP1，使波形為最大且不失真，并測出其幅度，用萬用表測量CF358各引腳的電壓，將測量結(jié)果填入表3.1中。 函數(shù)信號發(fā)生器 示波器 Y2 ＋9V ＋ C6 ui 2 3 1 8 4 R1 4.7kΩ R4 100Ω RP1 10kΩ R2 10kΩ R3 220kΩ RP2 10kΩ ＋ － ＋ ∞ CF358 圖 3.2 音頻前置放大電路測量示意 2．音頻功率放大電路測量 （1）按圖3.3所示電路接線，把函數(shù)信號發(fā)生器置于正弦波輸出，輸出探頭接至電容C1作為功放輸入電壓ui，功放輸出L、P端接8Ω/2W的假負載，示波器接至假負載兩端。 （2）信號輸入。輸入1kHz、10mV的正弦波信號，將穩(wěn)壓電源的＋9V電壓接入電路。 （3）用示波器觀測電路的輸出波形uo，用示波器觀察電路的輸出波形，用萬用表測量TDA1822各引腳的電壓，將測量結(jié)果填入表3.1中。 函數(shù)信號發(fā)生器 示波器 Y1 Y2 + ui 假負載 2 5 7 3 6 4 1 8 R5 10kΩ R7 10Ω R6 10Ω ＋ C1 4.7μF C2 10μF ＋ C3 0.01μF C4 0.1μF C5 0.1μF L P TDA2822 － 圖 3.3 音頻功放電路測量示意 表 3.1 前置與功放電路的測試 測試項目 前置放大測量 功率放大測量 直流電壓 CF358引腳號 TDA2822引腳號 1 2 3 4 8 1 2 3 4 5 7 8 波形測量 TP端輸出 L、P端輸出 時間擋位： 幅度擋位： uo（P-P）： 時間擋位： 幅度擋位： uo（P-P）： 3．整機測量 （1）電路連接。合上開關(guān)S，接入函數(shù)信號發(fā)生器和示波器，檢查電路連接正確無誤后接入9V電源。 （2）輸出功率測量。輸入1kHz、10mV的正弦波信號，接入8Ω假負載，用示波器監(jiān)測負載兩端的波形。分別調(diào)節(jié)RP1和RP2使輸出波形為最大且不失真時，用電子毫伏表測出其輸出電壓，并計算電路的輸出功率，填入表3.2中。 表 3.2輸出功率測量 測試項目（用毫伏表測量） 測試結(jié)果 輸入信號幅度/V 輸出信號幅度/V 輸出功率/W 五、問題討論 1．在檢測元器件方面有哪些收獲？ 2．在圖3.2中，改變電位器RP1、RP2對電路有什么影響？電路輸出電壓的大小與什么元件參數(shù)有關(guān)？ 3．在電路的安裝、調(diào)試過程中，遇到過什么問題，又是用什么方法解決的？ 4．學(xué)會了哪些收集和整理資料的方法？ *3.3場效應(yīng)晶體管放大器 場效晶體管是利用電壓控制電流大小的放大器件，稱為電壓控制器件。從外形上來看與三極管非常相似，也有三個引腳：漏極（D）、源極（S）、柵極（G）。 根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，場效晶體管分為結(jié)型和絕緣柵型兩大類。 3.3.1絕緣柵型場效晶體管 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管的柵極和其他電極及硅片之間是絕緣，簡稱MOS場效應(yīng)晶體管。 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管分為增強型和耗盡型兩類，各類又有P溝道和N溝道兩種。 1．N溝道絕緣柵型場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和圖形符號 N溝道增強型 N溝道耗盡型 漏-源之間用虛線表示增強型，實線則表示耗盡型； 從襯底基片上引出的一個電極，稱為襯底電極B（在分立元件中，常將B與源極S相連，而在集成電路中，B與S一般不相連）， 襯底B箭頭指向管內(nèi)表示襯底是P型半導(dǎo)體（箭頭仍然表示P區(qū)到N區(qū)的電流方向），即N溝道型，反之，則為P溝道型。 2． N溝道增強型場效晶體管特性曲線 0 UGS（th） iD uGS/V 0 iD uDS/V UGS（th）） UGS=2V 3V 4V UGS=5V 變阻區(qū) 恒流區(qū) 擊穿區(qū) 預(yù)夾斷軌跡 （a）轉(zhuǎn)移特性 （b）輸出特性 （1）轉(zhuǎn)移特性曲線 N溝道增強型場效晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線是指在UDS一定的情況下，漏極電流iD與柵源電壓uGS之間的關(guān)系。 （2）輸出特性曲線 N溝道增強型場效晶體管輸出特性曲線是指UGS一定的情況下，漏極電流iD與柵源電壓uDS之間的關(guān)系。 uDS使導(dǎo)電溝道變得不等寬，uGS改變了溝道的寬度，所以在一定的uDS的情況下，改變uGS的大小，就可控制iD的大小。 3．N溝道耗盡型場效晶體管特性曲線 UGS（off） 0 iD uGS/V IDSS 變阻區(qū) 恒流區(qū) 擊穿區(qū) 預(yù)夾斷軌跡 0 iD uDS/V －2V UGS=0V 1V －1V UGS=－3V （a）轉(zhuǎn)移特性 （b）輸出特性 由恒流區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線可知： 在uGS=0時，iD=IDSS； 當(dāng)uGS= U GS(off)時，iD≈0； 當(dāng)uGS>0時，iD>IDSS。 3.3.2結(jié)型場效晶體管 結(jié)型場效晶體管是一種利用耗盡層寬度改變導(dǎo)電溝道的寬窄來控制漏極電流的大小的器件，也可分為N溝道和P溝道兩種。 1．N溝道結(jié)型場效晶體管結(jié)構(gòu)和符號 P N N P N S G D D S G D S G （a）N溝道結(jié)型場效晶體管路 b）N溝道圖形符號 （c）P溝道圖形符號 圖形符號中箭頭方向表示柵結(jié)正偏時柵極電流方向 2．N溝道結(jié)型場效晶體管特性曲線 （1）轉(zhuǎn)移特性曲線 如圖所示是N溝道結(jié)型場效晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線 當(dāng)N溝道結(jié)型場效晶體管正常工作時，柵源極之間所加電壓為負電壓，即uGS≤0。 uGS=0時的漏極電流為漏極飽和電流IDSS。 iD=0時，所對應(yīng)的uGS電壓稱為夾斷電壓UGS（off），這時，管子處于截止?fàn)顟B(tài)。 （2）輸出特性曲線 如圖是N溝道結(jié)型場效晶體管輸出特性曲線，它也可分成變阻區(qū)、恒流區(qū)和擊穿區(qū)，三個區(qū)域的含義與絕緣柵型場效晶體管相同。 變阻區(qū) 恒流區(qū) 擊穿區(qū) 預(yù)夾斷軌跡 0 iD uDS/V －1.5V －0.5V UGS=0V －1V UGS=－2V 0 UGS（off） iD IDSS uGS （a）轉(zhuǎn)移特性 （b）輸出特性 3．用萬用表檢測結(jié)型場效晶體管 （1）引腳排列 場效晶體管引腳排列位置依其品種、型號及功能不同而異。大功率從左至右其引腳排列基本是G、D、S。 （2）檢測 萬用表置于R×1k擋，任選兩電極，分別測出它們之間的正、反向電阻。若正、反向電阻值相等（約幾千歐），則該兩極為漏極D和源極S，余下的則為柵極。 3.3.4場效晶體管放大電路 場效晶體管放大電路根據(jù)輸入與輸出的公共端不同，分為共源、共柵、共漏三種放大電路的形式。 1．自偏壓放大電路 如圖所示是由耗盡型絕緣柵型場效晶體管構(gòu)成的自偏壓共源放大電路。 C2 G D S ID C1 Rd Rg Rs Cs ＋ ＋VDD ui uo ＋ ＋ － － VT ＋ － UGS 電路中僅用下偏置電阻，利用耗盡型MOS管在UGS=0時的漏極電流ID流過Rs，產(chǎn)生源極電位US=IDRs。由于柵極基本不取用電流，UG≈0， UGS= UG－US=－IDRs，該壓降為柵源極間提供負柵壓，使管子工作在放大區(qū)。 這種柵偏壓是依靠場效晶體管自身電流ID產(chǎn)生，故稱為自偏壓電路，自偏置電路不能用于增強型MOS管放大電路。 2．分壓式自偏壓放大電路 如圖所示的分壓式放大電路是在自偏壓電路的基礎(chǔ)上加分壓電阻后組成的。Rg1、Rg2為分壓電阻，Rg3采用高阻值電阻，由于IG =0，IG Rg3=0，故靜態(tài)柵極電壓 源極電壓US=IDRs，柵極偏置電壓 Rg1 Rg2 Rg3 Rd Rs Cs C1 C2 ui uo ＋ ＋ － － ＋VDD VT G S D g′ ID ＋ 只要適當(dāng)選取Rg1、Rg2和Rs的值，就可以得到正、負和零的偏置電壓，所以，這種偏置電路適用于各種類型的場效晶體管。 3．場效晶體管使用注意事項 （1）結(jié)型場效晶體管的柵源電壓不能接反，可以在開路狀態(tài)下保存，而絕緣柵型場效晶體管在不使用時，由于它的輸入電阻非常高，須將各電極短路，以免外電場作用而使管子損壞。 （2）焊接時，電烙鐵外殼必須裝有外接地線，以防止由于電烙鐵帶電而損壞管子。對于少量焊接，也可以將電烙鐵燒熱后拔下插頭或切斷電源后焊接。特別在焊接絕緣柵場效晶體管時，要按源極－漏極－柵極的先后順序焊接，并且要斷電焊接。 （3）結(jié)型場效晶體管可用萬用表電阻擋定性地檢查管子的質(zhì)量（檢查各 PN 結(jié)的正反向電阻及漏源之間的電阻值），而絕緣柵場效晶體管不能用萬用表檢查，必須用測試儀。而且要在接入測試儀后才能去掉各電極短路線。取下時，則應(yīng)先短路再取下，關(guān)鍵在于避免柵極懸空。 16