MYS250各种放大器件电路性能比较,第4章已经讨论,BJT有三个电极,它在放大电路中可有三种组态,即共射极(CE)、共集电极(CC)和共基极(CB)①。与之对应的JFET、MESFET、MOSFET也有三种组态,即共源极(CS)、共漏极(CD)和共栅极(CG)。但依据输出量与输入量关系的特征,这两种器件的六种组态又可归纳为三种通用的组态,即反相电压放大器(含CE、CS)、电压跟随器(含CC、CD)和电流跟随器(含CB、CG)。现将它们的一般电路示意图、主要特征及用途列于表5,5,2中。在电子电路设计中,首先根据技术要求选组态,然后进一步确定器件,最后设计电路。下面以BJT和FET的组合电路为例说明这一设计思路。

例5.5.1 试设计一放大电路,要求其噪声低,能与具有高内阻的信号源匹配,且有较高的上限频率(>1 MHz)。确定电路方案;选用放大器件和电路元件参数;导出其中频区源电压增益A vsM、Ri和Ro的表达式;算出电路的上限截止频率。

解:确定电路方案,JFET噪声低,而由它构成的倒相电压放大电路具有电压增益较高和输入电阻高的特点,因此第一级选用JFET共源电路;为消除密勒效应,第二级选用BJT电流跟随器。整个电路为共源一共基串接组态,如图5.5,1所示。

选用放大器件和电路元件参数,在图5.5.1中,T1选用JFET CS146,其工作点上的参数为:gm1=18 ms,Cgs=2.5 pF,Cgd=0,9 pF;T2选用BJT 3DG4,其工作点上的参数为:b=100,rbb=50Ω,rb`c=1 kΩ,Ch`e=80 pF,Cbc=5 pF。其他电路元件参数如图中所示。

此处的CE、CC和CB中符号C系Comm。n的字头,E、C、B分别表示发射极、集电极和基极,余类推。

各种放大器件客蹯性能比较,求avsm,ri和ro.

图5.5.1的频小信号模型如图5.5.2所示.由此图可得

vi=vgs+gm1vgsr2

gm1vgs=ib+bib=bib

这刚好说明第二级为电流跟随器,因此有

vo=-bibrc=-gm1vgsrc

故

gn1=7gsRG-gmlRc=1+gm1 R2

考虑到Rg>>Rs,即有gml-Re=1+gmi-R2

显然,由上式可看出,由于第二级为电流跟随器,整个电路的中频区源电压增益近似等于共源电路的电压增益,但因不存在密勒效应,致使上限频率得以提高。

电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro分别为Ro≈Rc

求上限频率fh,图5,5.1所示电路的高频小信号等效电路如图5.5.3a所示。

由于R2很小,因此Cgs对输人电路的作用,可近似看成Cgs与Rg并联,而Rg>>Rs,可看成开路。

其次,在很宽的频带范围内Jb比rc和re小很多,rbb的数值也不大,因此b′点的对地电压‰=-r brbb可以忽略,即认为b′点是直接接地的。这样就得到了图5.5.3b所示简化小信号等效电路。由图b有和re=yb`e=vb`c由BJT发射极端看进去的输入,于是得到图5.5.3c的简化高频小信号等效电路。

考虑到re=rb e/(1+b)≈10Ω,将Cgd折算到输人回路为

cM=(1+vf)c≈c,这说明密勒效应的确已基本消除(根据密勒定理,同样可证明Cgd对输出回路的影响可忽略)。因此,输入回路的电C1=Cgs+CM=Cgs+cgd,可得进一步简场效应管放大电路.