场效应晶体管放大电路偏置优化方法

场效应晶体管放大电路可以通过改变偏置电压控制其输出，结型场效应晶体管的偏置方式有三种，即固定式偏置电路、自给偏压共源放大电路和分压式自偏压电路。

（1）固定式偏置电路

在场效应晶体管放大电路中，有时需要外加栅极直流偏置电源，这种方式被称为固定式偏置电路，如图4-10所示。

图4-10 固定式偏置电路

图中C₁和C₂分别是输入端耦合电容和输出端耦合电容。+V_CC通过漏极负载电阻R₂加到VT漏极，VT源极接地。-V_CC是栅极专用偏置直流电源，为负极性电源，它通过栅极偏置电阻R₁加到VT栅极，使栅极电压低于源极电压，这样就建立了VT正常偏置电压。

电路中，输入信号U_i经C₁耦合至场效应晶体管VT的栅极，与原来的栅极负偏压叠加。场效应晶体管受到栅极的作用，使其漏极电流I₂相应变化，并在负载电阻R₂上产生压降，经C₂隔离直流后输出，在输出端得到放大了的信号电压U_o。I₂与U_i同相，U_o与U_i反相。

【特别提示】

固定式偏置电路的优点是VT工作点可以任意选择，不受其他因素的制约，也充分利用了漏极直流电源+V_CC，所以可以用来作为低压供电放大器。其缺点是需要两个直流电源。

（2）自给偏压共源放大电路

图4-11所示为典型的自给偏压共源放大电路，在该电路中C₁和C₂分别是输入、输出耦合电容，起通交流隔直流的作用；+U_CC为漏极直流电源，为放大电路提供电压；R_D是漏极电阻，它能把漏极电流的变化转变为电压的变化，以便输出电压信号；R_S是源极电阻，其作用是产生一个源极到地的电压降，以提供源极偏压建立静态偏置，同时具有电流负反馈的作用；C_S是源极旁路电容，给源极交流信号提供一条通路，以免交流信号在R_S上产生负反馈。(www.xing528.com)

图4-11 典型的自给偏压共源放大电路

“自给偏压”指的是由场效应晶体管自身的电流产生的偏置电压。由于N沟道结型场效应晶体管正常工作时，栅极、源极之间需要加一个负偏置电压。这一点与晶体三极管的发射结需要正偏置电压是相反的。为了使栅极、源极之间获得所需负偏压，设置了自生偏压电阻R_S。当源极电流流过R_S时，将会在R_S两端产生上正下负的电压降U_S。由于栅极通过R_G接地，所以栅极为零电位。这样，R_S产生的U_S就能使栅极、源极之间获得所需的负偏压U_GS，这就是自给偏压共源放大电路原理。

由于场效应晶体管的漏极电流较大时具有温度上升漏极电流就减小的特点，因而热稳定性好，故在源极仅需设置自偏压电路就十分稳定了。

（3）分压式自偏压电路

图4-12所示为分压式自偏压电路，又称栅极接正电位偏置电路，它是在自给偏压共源放大电路的基础上，加上分压电阻R_f1和R_f2构成的。

图4-12 分压式自偏压电路

图4-12中，电源V_DD、输入耦合电容C₁、输出耦合电容C₂、漏极电阻R_d、源极电阻R_a、源极旁路电容C_a的作用均与自给偏压共源放大电路相同。R_f1和R_f2是分压偏置电阻，R_f1与R_f2的接点通过大电阻R_f与栅极相连。由于栅极绝缘无电流，所以R_f1与R_f2的分压点A与栅极同电位。由于该电路既有“分压偏置”又有“自给偏置”，所以又称为组合偏置电路。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。