网站建设费科目,东莞市塘厦镇,创建网页的代码,毕业设计做网站用php好吗在实际应用中#xff0c;我们经常会使用到功率MOS#xff0c;这时通常不会将它当成一个开关使用#xff0c;而是当成一个放大器来使用#xff0c;那这就需要让其工作在放大状态。 参考下图中的mos管的特性曲线#xff0c;右图中的输出特性曲线中有一根红色的分界线#x…在实际应用中我们经常会使用到功率MOS这时通常不会将它当成一个开关使用而是当成一个放大器来使用那这就需要让其工作在放大状态。 参考下图中的mos管的特性曲线右图中的输出特性曲线中有一根红色的分界线这个线就是区分mos管工作状态的分界线在红线的左边mos管工作在可变电阻区也就是线性区在红线的右边mos管工作在恒流区也就是饱和区。当然还有一个截止区。 本文分析主要运用模电课本中的理论计算验证。 1.三电阻电路 如上图所示是在multisim中绘制的放大电路便于仿真验证。使用的MOS管的型号为2N7000。计算中需要使用的关键参数 U G S T H 2 V U_{GSTH}2V UGSTH2V K 0.0502 A / V 2 K0.0502A/V^{2} K0.0502A/V2
第一步判断此MOS是否工作在放大状态那么就需要先分析其静态。分析静态的时候电容开路那么就会简化电路如下 MOS管栅极电压用电阻分压可以求得 U G Q 12 V ∗ R 3 / ( R 2 R 3 ) 2.26 V U_{GQ}12V*R3/(R2R3)2.26V UGQ12V∗R3/(R2R3)2.26V 1 这里的源极也就是S极直接接地了所以可以得到 U G S Q U G Q 2.26 V U_{GSQ}U_{GQ}2.26V UGSQUGQ2.26V 2 然后需要借助下面这个公式3 I D Q K ∗ ( U G S Q − U G S T H ) 2 3.49 m A I_{DQ}K*(U_{GSQ}-U_{GSTH})^{2}3.49mA IDQK∗(UGSQ−UGSTH)23.49mA3 3式是MOS管转移特性曲线的方程式中这个K值是个比较关键的点我们后面分析。 U D S Q 12 V − R 1 ∗ I D Q 5.02 V U_{DSQ}12V-R1*I_{DQ}5.02V UDSQ12V−R1∗IDQ5.02V 4 以上这几个公式求出来的值就是MOS管在静态工作时的几个关键参数。 我们可以先在仿真中验证一下正确性 如上图我们在电路中串入一个直流电流表测量电路中的 I D Q I_{DQ} IDQ;并联一个直流电压表测量 U D S Q U_{DSQ} UDSQ。将两个表测量的值和上面计算出来的值对比发现结果非常接近说明计算正确。
接下来是判断MOS管的工作状态 在本例中由上面计算得到的静态参数可以进行下面的计算验证。 U D S Q U G S Q − U G S T H U_{DSQ}U_{GSQ}-U_{GSTH} UDSQUGSQ−UGSTH 5 当满足该条件时MOS管即工作在放大状态当然前提条件是 U G S Q U G S T H U_{GSQ}U_{GSTH} UGSQUGSTH保证当前MOS处于导通状态。
下面是小信号的动态等效电路分析 该等效电路是对MOS管模型的等效等效出一个压控电流源即 u g s u_{gs} ugs控制 i d i_{d} id也就是图中的 i d g m ∗ u g s i_{d}g_{m}*u_{gs} idgm∗ugs6
该等式我们要注意两点 ①注意等式中使用的字母和下标都是小写表明这里的值都是纯交流没有直流信号 ②式中的 g m g_{m} gm表示跨导即MOS管的转移特性曲线的斜率。小信号的等效就说明输入信号是一个幅值很小的信号往往分析的时候就是计算在静态工作点Q处的 g m g_{m} gm。 g m 2 ∗ K ∗ I D Q g_{m}2*\sqrt{K*I_{DQ}} gm2∗K∗IDQ 7 g m 2 ∗ 0.0502 A / V 2 ∗ 3.49 m A 26.47 m A / V g_{m}2*\sqrt{0.0502A/V^{2}*3.49mA}26.47mA/V gm2∗0.0502A/V2∗3.49mA 26.47mA/V
至此计算中需要用到的一些公式参数基本都出现了接下来开始计算验证。
首先计算一下 i d i_{d} id i d g m ∗ u g s 2 ∗ 0.0502 A / V 2 ∗ 3.49 m A ∗ u i i_{d}g_{m}*u_{gs}2*\sqrt{0.0502A/V^{2}*3.49mA}*u_{i} idgm∗ugs2∗0.0502A/V2∗3.49mA ∗ui 这里我只计算幅值 i d p k 374.37 u A i_{_dpk}374.37uA idpk374.37uA
然后计算信号放大倍数 A V u o u i − 48.126 A_{V}\frac{u_{o}}{u_{i}}-48.126 AVuiuo−48.126 则对于输入信号 u i p k 14.142 m V u_{ipk}14.142mV uipk14.142mV u o p k − 48.126 ∗ 14.142 m V − 680.599 m V u_{_opk}-48.126*14.142mV-680.599mV uopk−48.126∗14.142mV−680.599mV
观察仿真波形 可以看到这里主要观察了 i d i_{d} id和 u o u_{o} uo的值我们看到这里的两个幅值和计算的幅值相差无几说明整个分析过程正确。注意波形图中设置的是交流形式意即没有包含直流信号。如果我们调整为观察交直流信号。 u o u_{o} uo输出信号是经过电容滤波之后的信号没有直流信号。我们调整观察点到电容前端就可以观察到直流信号如下图所示 至此我们简单分析了基于三电阻的MOS管放大电路的计算。分析中涉及到的理论计算均来自模拟电路课本参考包括杨老师的新概念等。 针对计算中给出的 K K K值,在考试中往往会给出该值所以计算较为方便。但是在实际应用电路中在某个MOS的datasheet中是不会给出该值的所以往往会无法计算。结合杨老师在新概念课堂中的建议可以在对应的转移特性曲线上取一点找出对应的 u G S u_{GS} uGS和 i D i_{D} iD的值可以求解出一个 K K K值。 但是在实际分析电路中可知针对不同点求解出的 K K K值相差比较大因此在实际应用中会存在一定偏差。 2.四电阻电路 未完待续 3.电感电路 未完待续
