MOSFET放大器電路及工作原理
MOSFET放大器簡(jiǎn)單電路圖如下圖所示，在該電路中，漏極電壓 (VD)、漏極電流 (ID)、柵源電壓 (VGS) 以及柵極、源極和漏極的位置通過(guò)字母“G”、“S”和“ D”。
通常情況下，MOSFET在線性/歐姆、截止以及飽和三個(gè)區(qū)域工作。在這三個(gè)區(qū)域中，當(dāng)MOSFET用作放大器時(shí)，它們應(yīng)該工作在歐姆區(qū)域，當(dāng)施加的電壓增加時(shí)，流經(jīng)器件的電流會(huì)增加。
MOSFET可在許多應(yīng)用中用作小信號(hào)線性放大器。通常，在放大器電路中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管工作在飽和區(qū)。因此，在該區(qū)域中，電流的流動(dòng)不取決于漏極電壓 (VD)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電流是柵極電壓 (VG) 的主要函數(shù)。在這些放大器中，通常工作點(diǎn)在飽和區(qū)域內(nèi)。
在MOSFET放大器中，柵極電壓的微小變化將在漏極電流中產(chǎn)生很大的變化，就像在JFET中一樣。因此，MOSFET會(huì)增加微弱信號(hào)的強(qiáng)度，所以它可以充當(dāng)放大器。
MOSFET放大器工作過(guò)程
通過(guò)將源極、漏極、負(fù)載電阻和耦合電容連接到上述電路，可以設(shè)計(jì)一個(gè)完整的MOSFET放大器電路，MOSFET放大器的偏置電路如下所示：
上述偏置電路包括分壓器，其主要作用是對(duì)晶體管進(jìn)行單向偏置。因此，這是晶體管中最常用的偏置方法。它使用兩個(gè)電阻器來(lái)確認(rèn)電壓是否分離并以正確的電平分配到MOSFET中。它是通過(guò)兩個(gè)R1和R2并聯(lián)電阻實(shí)現(xiàn)的。
電路中的C1和C2耦合電容器保護(hù)偏置直流電壓免受要放大的交流信號(hào)的影響。最后，將輸出提供給由RL電阻形成的負(fù)載。
偏置或柵極電壓可以由下式給出：
VG = Vsupply x (R2/R1+R2)
其中，R1和R2的值通常會(huì)很大，以增強(qiáng)放大器的輸入阻抗并降低歐姆功率損耗。
輸入和輸出電壓(Vin和Vout)
為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，需要考慮沒(méi)有負(fù)載與漏極分支并聯(lián)。輸入電壓 (Vin) 可以通過(guò)柵極 (G) 提供給源 (S) 電壓，即VGS。RS電阻上的電壓降可由RS×ID給出。
根據(jù)跨導(dǎo) (gm) 定義，當(dāng)施加恒定的漏源電壓時(shí)，ID(漏極電流)與 VGS(柵源電壓)的比值，即：
(gm) = ID/VGS
因此，ID = gm×VGS，并且輸入電壓 (Vin) 可以由 VGS 分解，如下所示：
Vin = V GS x (1+gmRs)
o/p電壓 (Vout) 簡(jiǎn)單地通過(guò)漏極電阻 (RD) 上的電壓降給出：
Vout = – RD x ID = -gmVGS RD
此外，電壓增益 (AV) 是輸入電壓與輸出電壓的比值。簡(jiǎn)化后，方程將變?yōu)椋?/div>
Av = – RD/Rs=1/gm
在上述等式中，符號(hào)“-”來(lái)自MOSFET放大器與BJT CE放大器等效地反轉(zhuǎn)o/p信號(hào)這一原理。因此，相移為180°或π rad。
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