场效应管工作（场效应管放大电路）
FET操作(FET放大器电路)
能源目标
重点掌握场效应管放大电路的结构和功能特点，能正确分析和读出放大电路中各种关键元器件的作用以及信号经过放大电路后的输出状态，并能灵活运用到实际电子产品电路中，从而正确分析其作用和范围。
场效应晶体管放大电路的基本结构
FET和晶体管一样，也有放大功能，但和普通晶体管是电流控制器件相反，FET是电压控制器件。它具有高输入阻抗和低噪声的特点。
场效应晶体管的三个电极，即栅极、源极和漏极，分别相当于晶体管的基极、发射极和集电极。图5-21显示了FET的三种配置电路，即共源共漏共栅放大器。图5-21(a)所示为共源放大器，它相当于晶体管共发射极放大器，是最常用的电路。图5-21(b)显示了一个共漏极放大器，它相当于一个晶体管共集电极放大器。输入信号在漏极和栅极之间输入，输出信号在源极和漏极之间输出。这个电路也被称为源跟随器或源跟随器。图5-21(c)显示了一个共栅放大器，它相当于一个晶体管共基放大器。输入信号在栅极和源极之间输入，输出信号在漏极和栅极之间输出。这个放大器有很好的高频特性。
信息传播
绝缘栅场效应晶体管的输入电阻很高。如果在栅极上感应到电荷，不容易放电，容易击穿PN结，造成损坏。为了避免PN结击穿损坏，三个fet在存储过程中要极度短路；不要放在静电场很强的地方。如有必要，将其放入屏蔽盒中。焊接时，为避免电烙铁感应充电，电烙铁应拔掉电源。焊入电路板后，栅极不能悬空空。
1.场效应晶体管放大电路的偏置方法
(1)固定偏置电路
在FET放大器中，有时有必要应用一个栅极DC偏置电源，它被称为固定偏置电路，如图5-22所示。
C1和C2分别是输入耦合电容和输出耦合电容。+UCC通过漏极负载电阻器R2施加到VT的漏极，VT的源极接地。-UCC是一个特殊的偏置DC电源的大门，这是一个负电源。它通过栅极偏置电阻R1施加到VT1的栅极，使栅极电压低于源极电压，从而建立VT的正常偏置电压。
在该电路中，输入信号Ui通过C1耦合到FET VT的栅极，该信号与原始的负栅极偏置叠加。在栅极的作用下，场效应管的漏极电流I2相应变化，在负载电阻R2上产生压降，经C2 DC隔离后输出，在输出端得到放大的信号电压Uo。I2与Ui同相，Uo与Ui同相。
这种偏置电路的优点是VT的工作点可以任意选择，不受其他因素的限制。它还充分利用了漏极DC电源+UCC，所以它可以用于低压电源放大器。它的缺点是需要两个DC电源。
(2)自承偏置共源放大器电路
图5-23显示了一个典型的自持偏置共源放大器电路。图中的C1和C2分别是输入和输出耦合电容，起接通交流和关断d C的作用；+UCC是漏极DC电压源，为放大电路提供能量；RD是漏极电阻，可以将漏极电流的变化转化为电压的变化，从而输出信号电压；RS是源极电阻，作用是产生从源极到地的电压降提供源极偏置，建立静态偏置，同时具有电流负反馈的作用；CS是源旁路电容，为源交流信号提供路径，以防止交流信号在RS上产生负反馈。
当漏极电流较大时，FET具有温度上升、漏极电流下降的特性，因此具有良好的热稳定性。所以，只要设置一个自偏置电路，源就非常稳定。
“自持偏置”是指FET本身的电流产生的偏置电压。当N沟道结FET正常工作时，需要在栅极和源极之间施加负偏置电压，这与晶体管的发射极结需要正偏置电压的事实相反。为了在栅极和源极之间获得所需的负偏置，设置一个自生偏置电阻RS。当源电流流过RS时，RS两端会产生压降US。由于栅极通过RG接地，因此栅极处于零电位。这样，RS产生的US就可以在栅极和源极之间获得所需的负偏置电压UGS，这就是自承式偏置共源放大器电路的工作原理。
(3)分压自偏置电路
图5-24所示为分压自偏置电路，也称并网正电位偏置电路。它由自供偏置共源放大电路和分压电阻Rf1、Rf2组成。
在图中，电源+UDD、输入耦合电容C1、输出耦合电容C2、漏极电阻RD、源极电阻RS和源极旁路电容CS都具有与自偏置共源放大器电路相同的功能。Rf1和Rf2是分压偏置电阻，Rf1和Rf2的连接点通过大电阻RG连接到FET的栅极。由于栅极绝缘中没有电流，Rf1和Rf2的分压点A与FET的栅极处于相同电位。因为这种电路既有“部分偏置”，又有“自偏置”，所以也叫组合偏置电路。这种偏置电路既可用于耗尽型场效应晶体管，也可用于增强型场效应晶体管。
2.场效应管放大电路的工作原理
(1)源极接地放大器
源极接地放大器是FET放大器最重要的电路形式，其工作原理如图5-25所示。在该图中，AC输入电压Ui趋向于在1/4周期内增加，因此漏极电流ID在该周期内增加。ID的增加增加了负载上的压降，UDS减小；当Ui在2/4周期内处于递减状态时，UGS增大，ID减小，而ID的减小使负载上的电压降减小，UDS增大。通过类比，其输入和输出信号的波形如图所示。并且输出信号电压uds的相位与输出信号电压UDS的相位相反。
(2)接地栅极放大器
接地放大器适用于高频宽带放大器，其基本连接方式如图5-26所示。
(3)接地漏极放大器
漏极接地放大器也叫源跟随器或源输出器件，相当于双极晶体管的集电极接地电路。图5-27显示了它的基本连接图。源跟随器最重要的特性是其低输出阻抗。
信息传播
由于FET的输入阻抗很高，即输入电流极小，所以在无线电电路中常用作弱信号放大器。
①源极接地放大器和射极跟随器(共集电极晶体管放大器)的组合。
如图5-28所示，VT1是一个源极接地FET放大器，VT2是一个共集电极晶体管放大器。如果电路中不设置VT2，而是直接用几千欧姆的负载RL作为VT1的负载，其电压增益会相当小。通过将接地源极放大器与低输出阻抗的射极跟随器相结合，可以获得高电压增益，这是该电路的主要特点。
②地源放大器和共发射极放大器的组合。
共发射极放大器的输入阻抗在103ω范围内，因此很难由场效应晶体管直接驱动。但如果通过第一级射极跟随器连接在共射极放大器之前作为图5-25中的负载RL，就很容易驱动，如图5-29所示。在该电路中，在输出级前添加一个射极跟随器，以获得大电流增益，这是低输出阻抗的典型示例。
③地源放大器和共基极放大器组合成级联放大器。
图5-30显示了一个级联放大器，它结合了FET的低噪声和共基极放大器对高频放大的适应性，通常用作宽带低噪声前置放大器。
5 . 2 . 2 FET放大器电路的应用实例
1.FET固定偏置电路在双管袖珍收音机中的应用
图5-31所示为双管袖珍收音机电路，它使用两个晶体管。该电路具有高灵敏度。
在该电路中，电池作为DC电源，通过负载电阻R1为场效应管的漏极提供偏置电压，使其工作在放大状态。外置天线接收天空中的各种信号空，交流信号通过C1进入LC谐振电路。LC电路由磁棒线圈和电容器组成。谐振电路选频后，信号通过C4耦合到FET VT的栅极，再与栅极的负偏置叠加后加到FET的栅极，使FET的漏极电流ID相应变化，负载电阻R1两端产生压降。C5隔离DC后输出，在输出端得到放大的信号电压。放大后的信号送到晶体管的基极，晶体管放大后输出相对纯净的音频信号给耳机。
2.场效应管在调频广播电路中的应用
图5-32所示为调频前端电路，由高频放大器VT1、混频器VT3和本振VT2组成。由天线感应的FM广播信号通过输入变压器L1施加到VT1的栅极。VT1是高频放大器的主要器件，它将FM高频信号放大，通过变压器L2加到混频器VT3的栅极。VT2和LC谐振电路构成本振，振荡信号从振荡变压器的次级送到混频器VT3的源。混合信号由VT3的漏极输出，10.7MHz中频信号由中频变压器IFT(L4)输出。
