FET放大电路的分析

前面学了六种场效应管，了解了结构和伏安特性，模拟电路利用它们的恒流区构成共源、共漏和共栅的放大电路，数字电路利用它们的可变电阻区和截止区制成各种开关电路。

场效应管放大电路的分析和晶体三极管放大电路分析是相同的，都是遵循“先静态，后动态”的原则。求解场效应管放大电路时可以利用已有的求解晶体三极管放大电路经验，重点关注两者中的差别点。

一、静态分析

场效应管的特点是输入电阻非常大，MOSFET的栅极是绝缘的，而JFET正常工作时必须两个PN结均反偏，于是正常时栅极电流都是为零。FET是电压控制电流的器件，决定一个FET能否工作在恒流区的关键是合适的栅源电压VGS和合适的漏源电压VDS。因此FET放大器的静态工作点需要求解VGSQ、IDQ和VDSQ。

和晶体三极管的输入输出纽带是ICQ=βIBQ不同，场效应管连系输入输出的纽带是各管子的转移特性曲线。

增强型MOSFET如果提供转移特性曲线，使用第一个公式求解更容易，如果是给定电导常数Kn，那就使用第二个公式。

放大器如下图所示，已知VGG=2V，VDD=5V，Rd=12kΩ，MOSFET的开启电压VT=1V,电导常数Kn=0.2mA/V2，试计算该电路的静态工作点。

分析：晶体三极管学了辣么久，可不是学着玩的，静态工作点求解步骤应该是烂熟于心了吧。先画直流通路，再求静态工作点参数。

1、

2、首先，由于IG=0，于是

     VGSQ=VGG=2V

然后设该NMOS管工作在恒流区，则：

那么漏源电压

由于VGSQ-VT=1V，显然VDSQ>1V，于是说明该NMOS管的确工作在恒流区。该放大电路的静态工作点为：

VGSQ=2V；IDQ=0.2mA；VDSQ=2.6V

二、FET的小信号模型

FET同样是个非线性的器件，可以跟分析晶体三极管的H参数一样，构建FET的小信号模型。和三极管不同的是对于FET，微变电压信号加载在G、S两端，不会带来栅极任何电流，只会以一个受控源的形式影响D、S之间的电流，其电压电流转换规律来自于FET的转移特性曲线。

在给定一个VGSQ处，转移特性曲线横轴的变化引起纵轴变化，可以得到跨导gm，即转移特性曲线上Q点处切线的斜率。

可见，随着Q点的上移，其切线斜率上升，跨导是会变大的。

只是一般做题时，题目会直接给定gm。

因此，可以理解无论是JFET，无论是增强型还是耗尽型的MOSFET，其小信号模型都是一致的，只是跨导求解的式子会有所不同罢了。

看来FET放大电路的动态分析可以不用再担心分不清是哪种类型的管子了

画下图的小信号等效电路：

分析：图(a)是共漏放大电路，图（b）是共栅放大器。小信号等效电路的基础是交流通路，直流电源VGG、VDD都需要对地短路，电容也要短路，同时将FET用小信号模型代替即可。自己动手画画，然后看和下面的是否一致吧。

三、共源放大器的分析

共源放大电路跟三极管的共射放大电路是相似的，它也是个反相放大器，输出电阻决定于漏极电阻。

共源放大器虽说跟共射放大器求解一样，但显然比晶体三极管的电压放大能力要弱，它的放大倍数大概在2~20倍。

四、共漏放大器的分析

共漏放大器分析和共集电极的电路特点一致，但它比共集简单，体现在输入电阻和输出电阻求解，没有共集电路那么复杂。重点关注下面两张屁屁踢就好。

共漏放大器的电压增益小于1，但接近于1。输入输出电压同相，有电压跟随作用。输入电阻高，输出电阻低，可用于阻抗变换电路。

至此我们总共学了五种基本放大电路，大家都做过题，但常常仅限于做题，所以列个表格让大家了解空载下各放大器技术指标的数量级

思考题

我们学过了五种基本放大电路，如果要求设计一个两级放大电路，要求输入电阻大于150kΩ，电压增益大于500倍。可以如何选择呢？