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