场效应管与BJT放大电路的比较

模拟技术 时间:2011-07-12来源:网络

场效应管放大电路与BJT放大电路的性能比较

场效应管放大电路的共源电路、共漏电路、共栅电路分别与三极管放大电路的共射电路、共集电路、共基电路相对应。

共源电路与共射电路均有电压放大作用,即 ,而且输出电压与输入电压相位相反。因此,这两种放大电路可统称为反相电压放大器,用图1(a)所示的示意图表示。

共漏电路与共集电路均没有电压放大作用,即 。在一定条件下可认为 ,即 ,而且输出电压与输入电压同相位。因此,可将这两种放大电路称为电压跟随器,用图1(b)所示的示意图表示。

共栅电路和共基电路均有输出电流与输入电流接近相等( )。为此,可将它们称为电流跟随器,用图1(c)所示的示意图表示。而且,由于这两种放大电路的输入电流都比较大,因此,它们的输入电阻都比较小。

场效应管放大电路最突出的优点是,共源、共漏和共栅电路的输入电阻高于相应的共射、共集和共基电路的输入电阻。此外,场效应管还有噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强等优于三极管的特点,而且便于集成。

必须指出,由于场效应管的低频跨导一般比较小,所以场效应管的放大能力比三极管差,如共源电路的电压增益往往小于共射电路的电压增益。另外,由于MOS管栅-源极之间的等效电容Cgs只有几皮法 ~ 几十皮法,而栅-源电阻rgs又很大,若有感应电荷,则不易释放,从而形成高电压,以至于将栅-源极间的绝缘层击穿,造成管子永久性损坏。使用时应注意保护。

实际应用中可根据具体要求将上述各种组态的电路进行适当的组合,以构成高性能的放大电路。

本章小结
由于结构和工作原理的不同,使得场效应管具有一些不同于三极管的特点,如下表所示。将两者结合使用,取长补短,可改善和提高放大电路的某些性能指标。

比较内容

场效应管

三极管

导电机理

只依靠一种载流子(多子)参与导电,为单极型器件。

两种载流子(多子和少子)参与导电,为双极型器件。

放大原理

输入电压控制输出电流,gm=0.1ms~20ms

输入电流控制输出电流,例如,β =20~100

特 点

  1. 制造工艺简单,便于大规模集成。

  2. 热稳定性好,噪声低。

  3. 输入电阻高,栅极电流iG≈0。

  4. gm小,放大能力较低。

  1. 受温度等外界影响较大,噪声大。

  2. 输入电阻低(因发射结正偏)。

  3. β 较大,放大能力强。

场效应管类型

vGS极性

vDS极性

vDS大小(表达式)

耗尽型

结型

N沟道

-

+

vDS≥vGS – VP

P沟道

+

-

½vDS½≥½vGS – VP½

MOS管

N沟道

+,-,0均可

+

vDS≥vGS – VP

P沟道

-,+,0均可

-

½vDS½≥½vGS – VP½

增强型

MOS管

N沟道

+

+

vDS≥vGS – VT

P沟道

-

-

½vDS½≥½vGS – VT½

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