第四章MOSFET及其放大电路.ppt

LBM 4.3 MOSFET的偏置电路 解： 直流电路如图4.10所示。设MOSFET的参数为 VTN=2V，Kn=0.16mA/V2。试确定R1和R2使流过它们的电流为0.1ID。要求ID=0.5mA，采用标准电阻。 解：假设场效应管工作于放大区，则有 4.4 MOSFET放大电路的交流电路 单级或单管MOSFET放大器的三种基本组态： 共源极放大电路 共漏极放大电路 共栅极放大电路 增强型负载 4.3.1 MOSFET放大电路的线性化分析原理 图4.17 共源极电路 1．跨导 gm 设MOSFET工作于放大区 [例4.9]目的：确定MOSFET的小信号电压增益。 电路如图4.17所示。设VGSQ=2.12V，VDD=5V，RD=2.5kΩ。场效应管参数为VTN=1V，Kn=0.80mA/V，λ=0.02V-1。该场效应管工作于放大区。求AV=vo/vi。 解： =0.8×(2.12-1)=1.0mA =5-1×2.5=2.5V 因此 2.5V =2.12-1=1.12V 场效应管确实工作于放大区。 跨导 ＝2×0.8×(2.12-1)=1.79mA/V 输出电阻 K 由图4.21可求得输出电压为 ∥ 由于 ，所以小信号电压增益为 = ∥ =-1.79×(50∥2.5)=-4.26 说明： 由于MOSFET的跨导较小，因此与双极型晶体管放大电路相比，MOSFET放大电路的小信号电压增益也较小。 小信号电压增益为负，表明输出电压与输入电压的相位相差180°，即反相。 第四章MOSFET及其放大电路 4.4 MOSFET放大电路的三种基本组态 共源极放大电路 - CS 共漏极放大电路 - CD 共栅极放大电路 - CG 4.4.1 共源极放大器 - CS 1.共源极电路的基本结构 输出电压 又 因此小信号电压增益为 [例4.10]目的：确定共源极放大器的小信号电压增益和输入、输出电阻。 电路如图4.22所示。已知VDD=10V，R1=70.9kΩ，R2=29.1k Ω ，RD=5k Ω 。场效应管参数VTN=1.5V，Kn=0.5mA/V2，λ=0.01V-1。设Rg=4k Ω 。求 Av=vo/vi，Ri和Ro 解：①直流计算 说明： 该例的结果表明，工作点位于直流负载线的中心（VDSQ=VDD/2=10/2=5V），但不是放大区的中心 （VDS=VDS(sat)+(VDD-VDS(sat))/2=1.41+(10-1.41)/2=6.61V）。所以该电路在此情况下不能获得最大不失真电压。 讨论： 由于 不为零，所以放大器输入信号 只占信号 源电压的83.7％,这也被称为负载效应。尽管从栅极 看入的场效应管输入电阻几乎为无穷大，但偏置电 阻仍极大地影响了放大器的输入电阻和负载效应。 [设计例题4.11]目的：设计MOSFET放大电路的偏置电阻，使工作点位于放大区的中心。 电路如图4.25所示。场效应管的参数为VTN=1V，Kn=1mA/V2，λ=0.015V-1。设Ri=R1//R2=100kΩ,设计电路参数使IDQ=2mA，且工作点位于放大区的中心。 解：负载线和所期望的工作点如图4.26所示。若工 作点位于放大区的中心，则临界点处的电流必须为 4mA。即 4mA（下标t表示临界处的值） 又 ∴ 由此可得 3V 或 -1V（舍去） 所以 将工作点设置在放大区的中心，则