MOSFET模拟电路基础：偏置技术和放大原理

"《模拟电路基础》20091022 第十四次课的PPT涵盖了关于MOSFET及其放大电路的知识，由ylzhang@ee.uestc.edu.cn提供。课程主要讲解了E-NMOSFET的工作原理、相关术语，以及FET放大电路的组成原则和分析方法。" 在模拟电路基础中，MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是极其重要的一环。E-NMOSFET是MOSFET的一种类型，它具有源极S、漏极D、栅极G和衬底极B。工作时，E-NMOSFET的特性由门限电压VT、耗尽层、反型层和沟道等因素决定。当栅源电压VGS超过门限电压VT时，会形成N沟道，使得漏极电流iD流动。E-NMOSFET有增强型模式，其特性包括预夹断、夹断方程以及饱和区（也称为恒流区）。 在FET放大电路的设计中，有四个主要原则： 1. 静态：选择合适的工作点，使场效应管在恒流区工作，这通常通过简单的偏置电路实现。 2. 动态：确保电路能够为交流信号提供通路。 3. 静态分析：采用估算法和图解法确定工作点。 4. 动态分析：利用小信号等效电路法分析信号放大。 常见的FET偏置技术包括： 1. 单电阻法：虽然简单，但工作点的稳定性较差，易受温度影响。 2. 分压法：比单电阻法更稳定，但仍存在工作点随温度变化的问题。 3. 自给偏压法：适用于耗尽型FET，但不适用于增强型。 4. 混合偏置法：结合了上述方法的优点，提供更好的工作点稳定性。 集成电路中的偏置技术往往更复杂，常见的是使用恒流源进行直流偏置，或者利用三极管或恒流源作为有源负载，以提高电路性能和稳定性。 MOSFET的偏置电路主要包括自给偏压和分压式两种。自给偏压电路通过内部反馈机制维持稳定的工作点，而分压式偏置则通过外部电阻网络来设定工作点。在静态分析中，可以通过估算法确定IDQ（漏极电流）、VGSQ（栅源电压）和VDSQ（漏源电压）等参数，从而设置合适的静态工作点。对于分压式偏置，可以通过调整分压电阻来改变工作点。 总结来说，本课内容深入探讨了MOSFET的基础知识和放大电路设计的核心概念，包括FET的工作原理、偏置技术和分析方法，这对于理解和应用模拟电路至关重要。