MOS管的静态工作点的计算

据场效应管的上述特点，利用双极型三极管与场效应管的电极对应关系，即

b→G，e→S，c→D，即可在单管共射放大电路的基础上，组成共源极放大电路。

上图是一个由N沟道增强型MOS场效应管组成的单管共源极放大电路的原理电路图。为了使场效应管工作在恒流区以实现放大作用，对于N沟道

增强型MOS管来说，应满足以下条件：

uGS＞UT

uDS＞uGS-UT

其中UT为N沟道增强型MOS场效应管的开启电压。

一、静态分析

为了分析共源极放大电路的静态工作点，可以利用近似估算法或图解法。（一）近似估算法

在上图中，由于MOS场效应管的栅极电流为零，因此电阻RG上没有电压降，则当输入电压等于零时

UGSQ＝VGG （2．7．1）

由上图可得

UDSQ＝VDD－IDQRD （2．7．4）

（二）图解法

为了用图解法确定静态工作点，应先画出直流负载线。由上图电路的漏极回路可列了以下方程：

uDS＝VDD－iDRD

根据以上方程，在场效应管的输出特性曲线上画出直流负载线，如下图所示。直流负载线与uGS=UGSQ＝VGG的一条输出特性的交点即是静态工作点Q。由图可得静态时的IDQ和UDSQ，见下图。

二、动态分析

同样可以利用微变等效电路法对场效应管放大电路进行动态分析。

首先讨论场效应管的等效电路。由于漏极电流iD是栅源电压uGS和漏源电压uGS 的函数,根据式（2．7．8）可画出场效应管的微变等效电路，如下图所示。图中栅极与源极之间虽然有一个电压Ugs，但是没有栅极电流，所以栅极是悬空的。

D、S之间的电流源gmUgs也是一个受控源，体现了Ugs对Id的控制作用。

等效电路中有两个微变参数：gm和rDS。它们的数值可以根据式（2．7．6）和（2．7．7）中的定义，在场效应管的特性曲线上通过作图的方法求得。

一般gm的数值约为0.1至20mS。rDS的数值通常为几百千欧的数量级。当漏极负载电阻RD比rDS小得多，可认为等效电路中的rDS开路。

2．7．2 分压－自偏压式共源放大电路

静态时，栅极电压由VDD经电阻R1、R2分压后提供，静态漏极电流渡过电阻RS 产生一个自偏压，场效应管的静态偏置电压UGSQ由分压和自偏压的结果共同决定，因此称为分压－自偏压式共源放大电路。引入源极电阻RS也有利于稳定静态工作点，而旁路电容CS必须足够大，以免影响电压放大倍数。接入栅极电阻RG的作用是提高放大电路的输入电阻。

一、静态分析

（一）近似估算法

根据图2．7．7的输入回路可求得

UDSQ＝VDD－IDQ（RD＋RS）（2．7．13）

（二）图解法

为了分析分压－自偏压式共源放大电路的静态工作点，也可心在场效应管转移特性和漏极特性上利用作图的方法求解。

表达式可用一条直线表示，见上图（a）。另外，iD与uGS之间又必须满足转移特曲线的规律，所以二者的交点即是静态工作点Q。根据转移特性上Q点的位置可求得静态的UGSQ和IDQ值，见上图（a）。

电路的漏极回路可列出以下方程：

uDS＝VDD—iD(RD＋RS)

由此可在漏极特性曲线上画出直流负载线，见上图（b）。直流负载线与uGS＝UGSQ一条漏极特性的交点确定了漏极特性曲线上Q点的位置。由此可找到静态时的UDSQ和IDQ值。