第四章 MOSFET及其放大电路
4.3 MOSFET放大电路的交流电路 单级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4.16 MOSFET的转移特性
图4.17 共源极电路 图4.18 输入输出电压信号波形
4.3.2 MOSFET放大电路线性化模型的交流参数 1．跨导 gm 设MOSFET工作于放大区 若 则
令 则 即gm是场效应管的跨导。跨导也可以通过求微分得到: 注：跨导gm与静态工作点有关。
如何确定λ－沟道长度调制参数？ 2.交流输出电阻rDS MOSFET工作于放大区时，漏极电流iD与漏源电压vDS无关? 实际MOSFET的iD-vDS特性曲线在放大区的斜率不为零。当vDS>vds(sat)时，出现沟道长度调制。类似于BJT的基区宽调效应。 对N沟道增强型MOSFET，这种倾斜现象可以用下式校正： 如何确定λ－沟道长度调制参数？
所有曲线的反向延长线都与电压轴相交于 vDS=-VA处，电压VA为正，它与双极型晶体管的Early电压相似。 令iD=0 可得λ＝1/VA。
4.3.3 MOSFET放大电路的交流小信号线性模型 图4.20 N沟道增强型MOSFET的放大区交流小信号线性模型
解题思路： 求IDQ 求交流参数gm和rDS 画交流小信号等效电路 求AV、Ri、Ro等 [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。 解题思路： 求IDQ 求交流参数gm和rDS 画交流小信号等效电路 求AV、Ri、Ro等
=5-1×2.5=2.5V 跨导 输出电阻 K 解： =0.8×(2.12-1)=1.0mA 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。