第四章 MOSFET及其放大电路
4.2 MOSFET的偏置电路 分离MOSFET放大电路的直流偏置 集成MOSFET放大电路的直流偏置
4.2.1 分离MOSFET电路的直流偏置 图4.7 共源电路 图4.8 共源电路的直流通路
(4.4) 放大区： (4.5) (4.6) 电阻区：
[例4.2]目的：计算N沟道增强型MOSFET共源极电路的漏极电流和漏源电压。 电路如4.8所示。设R1=30kΩ，R2=20kΩ， RD=20k Ω，VDD=5V，VTN=1V，Kn=0.1mA/V2。 求ID和VDS。
所以假设成立，即场效应管确实处于放大状态，上述分析是正确的。 解： = ×5=2V>VTN 假设场效应管处于放大状态，则： =0.1×(2-1) =0.1mA =5-0.1×20=3V 因为 2-1=1V, 所以假设成立，即场效应管确实处于放大状态，上述分析是正确的。 说明：如果不满足 ，则场效应管处于电阻区， 漏极电流的计算要采用公式：
[例4. 3]目的：计算N沟道增强型MOSFET的栅源电压、漏源电流和漏源电压。电路如图4. 9所示。场效应管的参数为VTN=1V，Kn=0 [例4.3]目的：计算N沟道增强型MOSFET的栅源电压、漏源电流和漏源电压。电路如图4.9所示。场效应管的参数为VTN=1V，Kn=0.5mA/V2。求VGS、ID和VDS。 RS的作用－稳定静态工作点 图4.9 带源极电阻的直流偏置电路
解： 假设场效应管处于放大区，则： 由上两式可得：VGS=2.65V或VGS=-2.65V(舍去） ID=1.35mA 即假设成立，场效应管处于放大区。 另两种假设（电阻区或截止区）导致无解。
[分析指南] MOSFET电路的直流分析 成功 失败 成功 失败 求VGS，VGS>VTN? 是 否 假设工作在放大区 ID=Kn(VGS-VTN)2 假设工作在电阻区 ID=Kn[2(VGS-VTN)VDS-VDS2] 工作在截止区 VDS>VDS(sat)=VGS-VTN? VDS>VDS(sat)=VGS-VTN? 是 否 否 是 成功 失败 成功 失败
[例4.4]目的：设计MOSFET电路的直流偏置，满足漏极电流的特定要求。 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。 图4.10 带源极电阻的直流偏置电路
解：假设场效应管工作于放大区，则有 即 0.5=0.16( -2) 解得 =3.77V或 =0.23V<VTN（舍去） 又 所以 取R1=100kΩ，R2=100k Ω。
验证场效应管是否处于放大区 确实处于放大区，假设正确。
4.2.2 集成MOSFET电路的直流偏置 [例4.5]目的：设计一个由恒流源提供偏置的MOSFET电路。 电路如图4.11(a)所示。场效应管的参数为 设计电路参数使 图4.11 恒流源偏置的共源电路
解：假设场效应管处于放大区，则有 验证是否工作在放大区： 确实工作在放大区。
将N沟道增强型MOSFET像图4.12所示那样连接的电路应用较为广泛。图中， 永远成立，另外只要保证 即可保证场效应管工作在放大区。 常称这种连接电路为增强型负载电路（这种称法在下一章详细解释）。 图4.12 增强型负载
[例4.6]目的：计算含增强型负载电路的工作点。 电路如图4.13所示。已知VTN=0.8V，Kn=0.05mA/V2。 解：由于场效应管工作于放大区，所以 由上两式可得 解得 图4.13 带电阻的增强型负载