ZM4749A-GS08解:圖5.2.10a的小信號(hào)等效電路如圖5.2.10b所示。由圖有

vo = (gmugs)(R || rds)                          (5.2,12)

ui=Vgs+uo=Vgs+gmvgs(R‖rds)              (5.2.13)

由圖5.2.10還可看到

Ri=Rgl||Rg2

ui=ri/rs+rius

因此,由式(5.2.13)和式(5.2.12)有

au=uo/ui=(gmvgs)(R || rds)/ugs+gmugs(r||rds)                  (5.2.14)

aus=uo/us=uo/ui*ui/us=R||rds/1/gm+r||rds                       (5.2.15)

式(5.2.14)和式(5.2.15)表明,與BJT的射極跟隨器一樣,源極跟隨器電壓增益小于1但接近于1。

求輸出電阻的方法與BJT電路類(lèi)似,令rs=o,保留其內(nèi)阻Rs(若有RL,應(yīng)將RL開(kāi)路),然后在輸出端加一測(cè)試電壓ut,由此可畫(huà)出求源極跟隨器輸出電阻R。的電路,如圖5.2,11所示。

由圖有

jt=jR+ir,-gmugs=ut/r+ut/rds-gmugs

而ugs=-ut

于是it=ut(1/r+1/rds+gm)

故ro=ut/it=1/1/r+1/rds+gm=r||rds||1/gm

即源極跟隨器的輸出電阻R。等于源極電阻R、MOS管輸出電阻rds和互導(dǎo)倒數(shù)

1/gm相并聯(lián),所以Ro較小。

式(5.2.16)再一次說(shuō)明,當(dāng)源極電阻R=∞時(shí),從源極看入的等效電阻Ro為(rds||1/gm)(當(dāng)忽略rds時(shí),這個(gè)電阻為1/gm)。

前面分析了共源極電路和共漏極電路,與BJT的共基極電路相對(duì)應(yīng),FET放大電路也有共柵極電路。為了便于讀者學(xué)習(xí),現(xiàn)將MOSFET的三種基本放大電路性能列于表5.2.1,以做比較。

MOsFET三種基本放大電路的比較,MOSFET放大電路

J7E故電路形式(原理電路)基本特點(diǎn)壓增益小于1但接近于,輸人Vo輸出電壓同相,輸人電阻高,輸出電阻低,可作阻抗變換用T共源極放大電路,壓高輸壓輸阻耐主氏電益人電相電 ,車(chē)阻由定增輸出反人大電要決共漏極放大電路(源極輸出器)輸出電阻R,電壓增益Au=t9o/pi輸人電阻RiA1=-gm(Rd‖ru)很高Ro=Rd|h

很高Ro=ui||R||nigm(R||ru)

帶PMOS負(fù)載的NMOs放大電路(CMOS共源放大電路)

用N溝道增強(qiáng)型MOS管為放大管和P溝道增強(qiáng)型MOS管為有源負(fù)載構(gòu)成的共源極放大電路如圖5.2.12a所示。由于該電路中包含有N溝道和P溝道兩種MOs管,因此這種電路也常稱(chēng)為CMOS放大電路①。

增強(qiáng)型PMOs管基本電流源,在圖5.2.12a中由基準(zhǔn)電流JREF和T2、T3組成基本電流源電路。由于增強(qiáng)型PMOS管T3的漏極和柵極連在一起,當(dāng)7Gs<%,T3始終偏置于飽和區(qū)。設(shè)入=0,則基準(zhǔn)電流為

JREF=Kp3(ycs-vdd3)2         (5.2,17)

對(duì)于增強(qiáng)型PMOs管,其開(kāi)啟電壓‰為負(fù)值,正常工作時(shí)vGs也為負(fù)值,且|us|)|bi|,因此由式(5.2.17)可得

ugs=yT3-√fg    (⒌2.1)

由于漏極電流與鈔Ds無(wú)關(guān)(因?yàn)槿?0),且T2和T3的源極、柵極一起連在d3,所以T2也應(yīng)偏置于飽和區(qū)。那么T2的電流為

ui=KP2(ycs~vd2)2       (5.2.19)

CMOs系Complementary-symmetr、Metal-0xide-Semiconductor的縮寫(xiě)。

場(chǎng)效應(yīng)管放大宅跨,電路形式(原理電路)ugc共柵極放大電路,要由Rd決定壓亂輸壓輸阻電益人電相,電增輸出同人TVo,輸出電阻主電壓增益A=vi,輸人電阻Ri

輸出電阻Ro1=(gm+i)Rd1+(Rd/ru)≈gnRdRo=Rd||rd.