模电基础:场效应管的放大电路
目录
一、场效应管的特性曲线
二、类h参数等效模型
三、常见电路的静态工作点分析
(1)原理性共源放大电路
(2)自给偏压电路
(3)分压式电流负反馈电路
四、利用等效模型对MOS管的静态分析
(1)C2电容的作用
(2)基本共源放大电路的动态分析
(3)基本共漏放大电路的动态分析
之前文章中我们详细讨论了三极管的放大电路,这篇文章将分析一下场效应管是如何放大的。在最初我认为场效应管是没有放大能力的,他不同于三极管这种流控电流源,直接具备放大能力。因为他的漏极电流取决于漏源电压、沟道宽度的,所以应该和放大扯不上关系。随着查阅资料后,明白场效应管应该是一个压控电流源,他是通过控制栅极电压来控制电阻的大小,同时在保持漏源电压不变的情况下就使得漏极电流变化了,我更倾向于理解成一个控制器而非放大器。
但是由于他的输入电压源可以很小,而随之变化的电阻幅度稍大,从而导致了漏极电流变化大,如果此时在漏极连接一个电阻,就能将电流变化转换为电压变化,所以体现了一个电压信号的放大。
总的来说,场效应管的动态静态分析较为简单,因为他栅极的输入电阻极大,输入电流为0。很好的简化了我们的分析步骤。
一、场效应管的特性曲线
在学习三极管的时候有两条特性曲线是我们最需要关注的,而到了场效应管仍然不例外,它们表示着在漏源电压不同、栅极源极电压变化时候的漏源电流iD的取值,可谓是场效应管最核心的部分。
二、类h参数等效模型
类似于三极管的h参数等效模型,我们对这两条曲线函数化,并取全微分即可得到小信号模型。
三、常见电路的静态工作点分析
仿照三极管的几种常见电路,可以画出场效应的放大电路。
(1)原理性共源放大电路
(2)自给偏压电路
(3)分压式电流负反馈电路
Rg1、Rg2用于维持栅极电压稳定,因为栅极源极之间不取电流,所以和三极管不同的点在于不需要Rg1、Rg2很小来维护稳定。g点电位直接就取决于电阻的分压。
四、利用等效模型对MOS管的静态分析
在动态分析前,我们先来看看上述电路中的电容都有什么作用。
(1)C2电容的作用
C2是用于输出交流,隔绝直流的,我其实一直有个疑问:为什么交流电不会直接从Cs电容流出,相当于直接把负载RL短接了?但是画了交流等下模型后发现又没有短接,这个问题曾经困扰了我好几天,直到有一天某资料上说三极管/场效应管这种器件不能单纯的看做导线,而是一种元件,既然是一个元件了那么输出输入特性都已经固定 了,不会呈现类似导线的短接作用。
(2)基本共源放大电路的动态分析
(3)基本共漏放大电路的动态分析
正是因为他具有和射极跟随器类似的特性,且输出端在源极,我们也称之为源极跟随器。