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共源极放大电路

FET共源放大器:DC偏置与交流小信号分析

电路参数

\(V_{DD}\)15 V
栅极电阻 \(R_G\)1.0 MΩ
\(R_D\)4.7 kΩ
\(R_S\)1.0 kΩ
\(I_{DSS}\)10 mA
\(V_P\)-4.0 V
\(V_{sig}\)50 mV
\(f_{sig}\)1.0 kHz
源极旁路电容已旁路

工作点参数

\(I_{D}\)
2.0 mA
\(V_{GS}\)
-2.0 V
\(g_m\)
2.5 mS
\(A_v\)
-11.8
\(Z_{in}\)
180 kΩ
工作区域
饱和区

转移特性与工作点(\(I_D\) vs \(V_{GS}\))

平方律转移特性曲线,红点为直流工作点

交流波形(反相放大,180°相移)

输入(蓝)与输出(红),共源放大与共射一样反相

关键公式

\[I_D=I_{DSS}\left(1-\frac{V_{GS}}{V_P}\right)^2\;(\text{JFET饱和区})\qquad I_D=k_n(V_{GS}-V_{TH})^2\;(\text{MOS饱和区})\] \[A_v\approx-g_mR_D\;(R_S\text{已旁路})\qquad A_v\approx-\frac{g_mR_D}{1+g_mR_S}\;(R_S\text{未旁路})\] \[Z_{in}\approx R_G\;(\text{JFET自偏置})\qquad Z_{in}\approx R_{G1}\parallel R_{G2}\;(\text{MOS分压偏置})\]

采用中频近似,忽略 \(r_o\);频率滑块只改变显示周期。