华中科技大学电信系：《模拟电子技术基础》课程教学资源（PPT电子教案）场效应管放大电路 5.2 MOSFET放大电路

华中电信系 52 MOSFET放大电路 521 MOSFET放大电路 1.直流偏置及静态工作点的计算 2.图解分析 3.小信号模型分析 HOME BACKNEXT

5.2 MOSFET放大电路 5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 2. 图解分析 3. 小信号模型分析

521 MOSFET放大电路 华中电信系 1.直流偏置及静态工作点的计算 (1)简单的共源极放大电路(N沟道) VDD DD Ra Ra R g B g B R R 共源极放大电路 直流通路 HOME BACKNEXT

5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 （1）简单的共源极放大电路（N沟道） 共源极放大电路 直流通路

521 MOSFET放大电路 VDD 1.直流偏置及静态工作点的计算 (1)简单的共源极放大电路(N沟道)凵d R g GS DD B Rol troy S 须满足Vs>V,否则工作在截止区 假设工作在饱和区,即V>(Vs-V) D Kn(V n VT) 再假设工作在可变电阻区 DS DD IR 即 DS GS 验证是否满足Vs>(Vs-V Ip=2K, ( UGs -V)UDs 如果不满足,则说明假设错误 DS DD Dd HOME BACKNEXT

5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 （1）简单的共源极放大电路（N沟道） DD g1 g2 g2 GS V R R R V   2 ( ) D Kn VGS VT I   DS DD DRd V  V  I 假设工作在饱和区，即 ( ) VDS  VGS VT 验证是否满足 ( ) VDS  VGS VT 如果不满足，则说明假设错误 须满足VGS > VT ，否则工作在截止区 再假设工作在可变电阻区 ( ) 即 VDS  VGS VT DS DD DRd V  V  I D n GS T DS I  2K (v V ) v

例:设Rn1=60kg,Rn,=40kQ,R=15kQ,华《装人等电信条 Von=5V, 1V, K.=0.2MA/V 试计算电路的静态漏极电流和漏源 电压V DSQ° R 解 2 0 Gse Re +Re 60+40X5V=2V B 假设工作在饱和区 IR IDo=Kn(vs-Vr)2=(0.2)(2-1)2mA=0.2mA DSO=VDD - Ra=[5-(0.2)(15)V=2V 满足Vns>(Vs-V1)假设成立,结果即为所求。 HOM配E BACKNEXT

假设工作在饱和区 满足 ( ) VDS  VGS VT 假设成立，结果即为所求。 解： 5V 2V 60 40 40 DD g1 g2 g2 GSQ             V R R R V ( ) (0.2)(2 1) mA 0.2mA 2 2 IDQ  Kn VGS VT    VDSQ  VDD  IDRd  [5  (0.2)(15)]V  2V 例：设Rg1 =60k，Rg2 =40k，Rd =15k， 2 Kn  0.2mA / V 试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源 电压VDSQ。 VDD =5V， VT =1V

521 MOSFET放大电路 华中电信系 1.直流偏置及静态工作点的计算 (2)带源极电阻的NMOS共源极放大电路 Gs =VG VDD Ra R DD Ro1 +ro? (oR-v D B 饱和区 R D n GS Vps 2vdd -Ip(rd +r) 需要验证是否满足Vs>(Vs-V1) HOME BACKNEXT

5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 （2）带源极电阻的NMOS共源极放大电路 2 ( ) D Kn VGS VT I   饱和区 需要验证是否满足 ( ) VDS  VGS VT VGS  VG VS 2 ( ) VDS  VDD  ID Rd  R [ ( ) ] DD SS SS g1 g2 g2 V V V R R R     ( ) DR VSS  I 

521 MOSFET放大电路 华中电信系 1.直流偏置及静态工作点的计算 静态时,1=0,VG=0,LD=I Rd ID=Kn(Vs-V1r)2(饱和区) B GS k 电流源偏置 HOME BACKNEXT

5.2.1 MOSFET放大电路 1. 直流偏置及静态工作点的计算 静态时，vI ＝0，VG ＝0，ID ＝I 电流源偏置 VS ＝ VG－ VGS 2 D n GS T I  K (V V ) （饱和区）

521 MOSFET放大电路 华中六学电信系 2.图解分析 ID ID VDD/RD UDS=UGS-VT DD Ra la U B S 1 1 DD ODS DS 由于负载开路,交流负 载线与直流负载线相同 HOM配E BACKNEXT

5.2.1 MOSFET放大电路 2. 图解分析 由于负载开路，交流负 载线与直流负载线相同

521 MOSFET放大电路 华中电信系 3.小信号模型分析 (1)模型 ip=K(UGS -VT)=K(GsQ +Ugs-VT)"=KnI GSO VT)+U KIOVGSO -VT)+2K(VGso-Vvgs+Ku =lDo +8 m lUgs +K 非线性 静态值 动态值 失真项 (直流) (交流) 当,U<<2(V Ⅰn+ 十 GSO Vr)时,i DQ m 0。=1Do d HOME BACKNEXT

5.2.1 MOSFET放大电路 3. 小信号模型分析 2 D n GS T i  K (v V ) 2 n GSQ gs T  K (V  v V ) 2 n GSQ T gs  K [(V V )  v ] 2 n GSQ T gs n gs 2 n GSQ T  K (V V )  2K (V V )v  K v （1）模型 DQ  I m gs  g v 2 n gs  K v 静态值 （直流） 动态值 （交流） 非线性 失真项 当，vgs<< 2(VGSQ- VT )时， D DQ i  I m gs  g v DQ d  I  i

521 MOSFET放大电路 华中电信系 g d 3.小信号模型分析 (1)模型i=Ibo+8mg=Io+ia ds 8m d ≠0时 ds gmgsllrasvds d O 高频小信号模型 HOME BACKNEXT

5.2.1 MOSFET放大电路 3. 小信号模型分析 （1）模型 D DQ i  I m gs  g v DQ d  I  i d m gs i  g v 0时 高频小信号模型

3.小信号模型分析 VDD Ra b2 (2)放大电路分析(例525) 解:例5.2.2的直流分析已 求得:no=0.5 mA GSo=V B VDSo=4.75V R R R d U gmg 8m=2K, (VGSo -VT) R21|R2 =2×0.5×(2-1mA/v =ImA/V ri R HOME BACKNEXT

3. 小信号模型分析 解：例5.2.2的直流分析已 求得：I DQ  0.5mA VGSQ  2V VDSQ  4.75V 1mA / V 2 0.5 (2 1)mA / V 2 ( ) m n GSQ T      g  K V V （2）放大电路分析（例5.2.5） s