場(chǎng)效應(yīng)管(FET)基本放大電路分析

一 基本信息

FET是Field effect transistor的縮寫，稱為場(chǎng)效應(yīng)管。它是晶體管的一種，也被稱為單極晶體管。另一種晶體管是我們常說(shuō)的雙極晶體管。它們的工作原理完全不同。

FET和BJT一樣，都有三個(gè)極。如果比較，BJT的基極對(duì)應(yīng)FET的柵極，發(fā)射極對(duì)應(yīng)源極，集電極對(duì)應(yīng)漏極。

BJT是由基極電流控制集電極與發(fā)射極之間的電流大小，稱為電流控制器件。FET是由柵極電壓控制漏極和源極之間的電流大小，稱為電壓控制器件。FET的柵極上沒(méi)有電流流過(guò)（實(shí)際上只有極小的電流流過(guò)，比BJT基極電流小的多），因此可以認(rèn)為id=is。

下邊左圖是FET構(gòu)成的基本放大電路。右圖是BJT構(gòu)成的基本放大電路。電路架構(gòu)是一致的，只是FET和BJT的更替。R5是負(fù)載。

二 FET基本放大電路分析

針對(duì)下圖中的電路，進(jìn)行一些信號(hào)仿真分析。Vin是峰峰值為1V，頻率為1KHZ的正弦波。

放大增益 ：如下圖，輸入信號(hào)Va是峰峰值為2V、1KHZ的正弦波。經(jīng)過(guò)放大電路后，輸出信號(hào)Vb是峰峰值為5V的正弦波。放大增益Av=2.5。輸入和輸出之間的信號(hào)相位差為180°（波形反向）。

柵極偏壓：如下圖是a點(diǎn)和c點(diǎn)的電壓波形。c點(diǎn)是柵極電壓波形。它包含直流分量，是由V1、R1和R2分壓組成。R1和R2分壓后的直流電壓理論計(jì)算值是1.764V，仿真測(cè)試值是1.777V。此電壓也稱為柵極偏壓，將Vin的信號(hào)抬高1.764V。

漏極和源極之間的電壓和電流

下圖是FET的漏極電壓電流，和源極電壓電流的波形。它們的電壓波形是反向的。漏極電壓被放大了。

流過(guò)R3和R4的電流值一樣，波形中I（R3）和I（R4）是完全重合的。這也是之前提到的id=is。即從FET漏極流出的電流都流過(guò)源極。

R3連接在電源V1和漏極之間，以電源V1為基準(zhǔn)，當(dāng)輸入電壓V2增加（柵極電壓增加），漏極電流會(huì)增加，R3上的電壓降變大，漏極的電壓會(huì)減小。反之V2減小時(shí)，漏極的電壓會(huì)增大。這解釋了Vin和Vo的電壓反向的原因。