電阻作負(fù)載的共源級放大器見過嗎？共源級放大器的偏置電路設(shè)計(jì)！

時(shí)間：2024-08-13 10:54:23

關(guān)鍵字：放大器電阻偏置電路

手機(jī)看文章

掃描二維碼
隨時(shí)隨地手機(jī)看文章

[導(dǎo)讀]在這篇文章中，小編將為大家?guī)砉苍醇壏糯笃鞯南嚓P(guān)報(bào)道。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

在這篇文章中，小編將為大家?guī)砉苍醇?a href="/tags/放大器" target="_blank">放大器的相關(guān)報(bào)道。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、采用電阻作負(fù)載的共源級放大器

這是采用電阻作負(fù)載的共源級的結(jié)構(gòu)圖，電路的大信號和小信號的特性我們都需要研究，我們先分析一下電路的大信號模型。

Vout=VDD-IDRD，對于M1晶體管而言，VGS=Vin；VDS=Vout。

上圖為輸入-輸出特性曲線。

如果Vin < VTH，M1工作在截止區(qū)，ID=0，所以Vout=VDD。

當(dāng)Vin接近VTH時(shí)，M1管開始導(dǎo)通，存在漏極電流ID，使得Vout減小。因此，我們可以得到：

這里忽視了溝道長度調(diào)制效應(yīng)。Vin越大，Vout越小。M1繼續(xù)工作在飽和區(qū)。

當(dāng)M1處于線性區(qū)和飽和區(qū)邊界時(shí)，Vout=Vin-VTH，也就是對應(yīng)圖中的A點(diǎn)。

當(dāng)Vin > Vin1時(shí)，M1工作在線性區(qū)：

因?yàn)橐屍骷ぷ髟陲柡蛥^(qū)，所以Vout>Vin-VTH，工作在A點(diǎn)的左側(cè)。

對輸出電壓求關(guān)于輸入電壓的偏導(dǎo)數(shù)，可以計(jì)算出增益的大小，當(dāng)然，我們也可以通過小信號模型的方法，更為簡便的看出其增益的大小。

二、共源級放大器的偏置電路設(shè)計(jì)

Fig. 1

一個(gè)合適的偏置電路設(shè)計(jì)是放大器工作的前提，偏置電路需要使MOSFET工作在飽和區(qū)。如圖Fig. 1，這是一個(gè)前幾期講過的MOSFET放大器的最基本電路。

Fig. 2是一個(gè)最簡單常見的偏置電路的設(shè)計(jì)，對比Fig. 1有很多不用，首先柵極沒有了偏置直流電源，多了好幾個(gè)電阻，多了一個(gè)電容，這些器件都有什么用呢？

Fig. 2

Fig. 1中的供電設(shè)計(jì)是復(fù)雜的，需要兩種電源才能使放大器工作，這個(gè)是我們不希望的，所以Fig. 2中利用電阻的分壓電路，使VDD分一部分電壓給柵極提供偏置電壓，大小為VDD*R2/(R1+R2)。這樣整個(gè)系統(tǒng)就可以只用一個(gè)供電單元來提供電壓，簡化了設(shè)計(jì)。所以R1，R2的作用是分壓，為MOSFET提供柵極開啟電壓。

Fig. 2 中的R0為小信號源的內(nèi)阻，這個(gè)內(nèi)阻在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中是必須要考慮的，比如要放大的信號時(shí)麥克風(fēng)信號，那R0就表示麥克風(fēng)的內(nèi)阻。

Fig. 2 中的C0為一個(gè)隔直電容，作用是防止前級直流信號對后級偏置電壓的影響。只有交流信號能夠通過后級電路進(jìn)行放大。但是電容對于MOSFET器件來說是一個(gè)非常大的器件，增加一個(gè)電容會(huì)占用芯片很大一塊位置，所以盡量避免使用電容，如圖Fig. 3有兩級放大電路，如果前一級的輸出Vx的直流部分正好可以作為后級的直流偏置，則不需要加電容和分壓電阻。