XC4025E-4PG299MP沟道MOS管电路的分析与N沟道类似,但要注意其电源极性与电流方向不同。

带源极电阻的NMOS共源极放大电路，带源极电阻的NMOS共源极放大电路如图5.2.2所示。此时栅源电压vGs为

vGs=vg-vs=[rg2/rg1+rg2(vdd+vss}-(idr-vss) (5.2.4)

当NMOs管工作在饱和区时,其漏极电流为

iD=Kn(vgsvt)2       (5.2.5)

漏源电压为

vDs=(vDD+vss)-rD(Rd+R)      (5.2.6)

例5.2.2 电路如图5.2.2所示,设MOS管的参数为%=1V,Kn=500 uA/V2。电路参数为yDD=5Ⅴ,一vss=-5Ⅴ,Rd=10 kΩ,R=0.5 kΩ,JD=0.5 mA。若流过Rgl′Rg2的电流是JD的1/10,试确定Rgl和Rg2的值。

带源极电阻的NMOs共源极放大电路

解:设MOs管工作于饱和区,则有

JD=Kn(vgs-vT)2

0.5=0.5(ycs-1)2

由此可得

vGs=2Ⅴ

流过Rgl,Rg2的电流约为0.05 mA,即有

Rgl+Rg2=10/0.05kΩ=200kΩ

MOSFET放大电路

vgs=vg-vs=(rg2/rg1+rg2*2vdd-vss)-(idr-vss)

2Ⅴ=rg2/200kΩ*10v-(0.5×0.5)V

于是可得

Rg2=45kΩ, Rgl=155kΩ

取标准电阻值为Rg2=47kΩ,Rgl=150kΩ。

考虑到vDs=(vDD+vss)-iD(Rd+R)=4.75V,有vds>(vGs-vT) =2Ⅴ-1Ⅴ=1Ⅴ,说明MOS管的确工作于饱和区,与最初假设一致。

还应指出的是,与BJT电路接人射极电阻类似,在MOS管中接人源极电阻,也具有稳定静态工作点作用。而且,现在很多MOS管电路中的源极电阻已被电流源所代替。

例5,2,3 电路如图5,2,3所示,由电流源提供偏置(这种电流源可由其他MOs管构

成)。设NMOS管的参数为%=1V,Kn=160uA/V2。电源电压yDD=7ss=5Ⅴ,电流JDQ=0.25 mA,yDQ=2,5v,试求电路参数。

解:当vl=0时,栅极相当于接地,且Rg上无电流通过。

设场效应管工作于饱和区,根据直流通路有

iDQ=Kn(ycsQ-h)2

0.25=0.16(ycsQ-1)2

由此得

vycsQ=2.25Ⅴ

源极电压vs=-vgsQ=-2.25V。

漏极电流iDQ=vdd-vd/rd,当vDD=5Ⅴ,vdQ=2.5V,JDQ=0.25 mA时,

则有

Rd=5-2.5/0.25kΩ=10 kΩ

而漏源电压为

yDsQ=7DQ~ys=2.5Ⅴ-(-2.25V)=4.75V

由于vdsQ=4.75V>ycsQ-‰=2.25Ⅴ-1V=1.25V。所以场效应管与假由电流源提供偏置的NMOS共源极放大电路设的相符,工作在饱和区,上述分析正确。

图解分析,图5.2.4所示共源极放大电路采用的是N沟道增强型MOS管,图中yGG)%,为使场效应管工作于饱和区,7DD足够大。R(1的作用与共射放大电路中Rc的作用相同,将漏极电流JD的变化转换成电压vDs的变化,从而实现电压放大。

令ui=0,则有ugs=ycsQ=yGG。可在场效应管的输出特性上找出JD=r(vDs)那条曲线,然后作负载线vDs=%D-fDRd,如图5.2.5所示,曲线与负载线的交点就是静态工作点O,其相应的坐标值为rDQ和yDsQ。

当田i≠0,r cs=ycG+″i=yGs+ui=ycs+  图5.2.4 用于图5.2.5所示图ogs(ti gs是加在栅源上的电压变化量)。则相应的 解分析的NMOS共源极放大电路要产生iD(=JDQ+九)和oDs(=yDsQ+.1s)变化量。如图5.2.5中的阴影线所示。注意:一般情况下应利用交流负载线求氵D和rDs,这里是特例,交流负载线与直流负载线相同。通常rds远大于r gs(=″t),从而实现了电压放大。

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