2022-2023学年高二物理竞赛课件：FET和BJT及其基本放大电路性能的比较

FET和BJT及其基本放大电路性能的比较 FET和BJT及其基本放大电路性能的比较 FET和BJT重要特性的比较 FET和BJT放大电路性能的比较 华中科技大学 张林 ‹#› 共基极放大电路 动态指标 ①电压增益 输出回路： 输入回路： 电压增益： ② 输入电阻 ‹#› 华中科技大学 张林 共基极放大电路 # 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？ ③ 输出电阻 动态指标 ‹#› 华中科技大学 张林 BJT放大电路三种组态的比较 ‹#› 华中科技大学 张林 BJT放大电路三种组态的比较 三种组态的特点及用途 共射极放大电路： 电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。 共集电极放大电路： 只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最大，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。 共基极放大电路： 只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。 ‹#› 华中科技大学 张林 FET和BJT重要特性的比较 FET和BJT内部都含有两个PN结，外部都有3个电极。它们有如下的对应关系： FET BJT 栅极g  基极b 源极s  发射极e 漏极d  集电极c ‹#› 华中科技大学 张林 FET和BJT重要特性的比较 虽然这两类器件的工作原理不相同，但它们都可以利用两个电极之间的电压控制流过第三个电极的电流来实现输入对输出的控制。 MOS管：栅-源电压vGS控制漏极iD BJT：基-射极间电压vBE控制集电极电流iC 在放大区域内，MOS管的iD与vGS之间是平方律关系，而BJT的iC与vBE之间是指数关系。显然，指数关系更加敏感，所以通常BJT管的跨导要大于MOS管的跨导。 因MOS管的栅极电流iG=0，而BJT管的基极电流iB0，且电压vBE首先影响iB（或iE），然后通过iB（或iE）实现对iE的控制，故常将BJT称为电流控制器件，MOS管称为电压控制器件，以示两者之差别。 ‹#› 华中科技大学 张林 FET和BJT重要特性的比较 MOS管的跨导gm不仅与VGSQ和开启（夹断）电压的差值（或IDQ）有关，而且还与其沟道的宽长比W/L 有关。而BJT的gm 仅与ICQ有关。 这两类器件的输出电阻ro都等于Early电压VA与静态电流（IDQ或ICQ）的比值。通常BJT的VA比MOS管的VA大。意味着 BJT的输出电阻ro 比MOS管的大。 MOS管的Kn与BJT的 或具有类似的性质，即它们主要取决于管子的固有参数（如，尺寸、参杂浓度、载流子迁移率等），而与它们所在的电路无关。 ‹#› 华中科技大学 张林 FET和BJT放大电路性能的比较 ‹#› 华中科技大学 张林 共射-共基放大电路 共射－共基放大电路 ‹#› 华中科技大学 张林 共射-共基放大电路 其中 所以 因为 因此 组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。 前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻。 电压增益 ‹#› 华中科技大学 张林 $