MOSFET放大電路分析-多種狀態(tài)-KIA MOS管

MOSFET放大電路分析

研究MOSFET特性采用的典型電路：如圖所示MOSFET有三個極，分別是柵極G、漏極D、源極S。RL作為載流電阻，V0_out一直等效于Vds。G_in為柵極的輸入（在之后的說明中用V1替代）。

首先我們要先引進(jìn)一個概念就是MOSFET的截止電壓，當(dāng)MOSFET的Vgs達(dá)到一定的的程度，也就是達(dá)到MOSFET器件的截至電壓時（一般稱這個電壓為Vt）,MOSFET的D極以及S極就會呈現(xiàn)導(dǎo)通的狀態(tài)，這是我們研究飽和未飽和狀態(tài)的基礎(chǔ)。

當(dāng)Vgs>=Vt時，D極和S極導(dǎo)通可以看做電阻極小的開路，所以可以認(rèn)為電源達(dá)到了額定的輸出電流。當(dāng)MOSFET達(dá)到和未到達(dá)截止電壓時輸出是這樣的。

MOSFET放大電路分析

分析MOSFET未飽和和飽和狀態(tài)下的IDS

1、MOSFET飽和條件

當(dāng)我們確定D極與S極現(xiàn)在處與一個導(dǎo)通狀態(tài)后，我們還需要明確一點(diǎn)才能夠開始研究MOSFET在飽和和未飽和狀態(tài)下的電路輸出。

1.Vgs>=Vt;

2.Vds>=Vgs-Vt;

電路在滿足這三個條件的時候就達(dá)到了MOSFET的飽和狀態(tài)，如果當(dāng)前電路只滿足了第一個條件而沒有滿足第二個條件這是MOSFET就處于一個未飽和的狀態(tài)。

2、MOSFET未飽和狀態(tài)

當(dāng)MOSFETE未飽和是我們通?？梢院唵螌OSFET當(dāng)做一個電阻來處理，電路輸出是下圖這樣的。

隨著Vds的增加，輸出的Ids是線性的。由于MOSFET的電阻極小所以計(jì)算時可以直接代入RL的值進(jìn)行計(jì)算Ids。

3、MOSFET飽和狀態(tài)

接下來是我們的重頭戲，MOSFTE在飽和狀態(tài)下的IDS分析。細(xì)心的朋友會發(fā)現(xiàn)在之前的分析中我們有提到2個條件，而在未飽和狀態(tài)下的實(shí)線部分就是只滿足了Vgs>=Vt這一個條件，當(dāng)VD逐漸增大到滿足第二個條件時Vds>=Vgs-Vt，或者Vgs在滿足Vgs>=Vt這個條件下，變小了使得第二個條件滿足時會發(fā)生什么呢？

這時我們的Ids就處于了一個穩(wěn)定的狀態(tài)，所以這時的MOSFET可以看做一個電流源飽和的電流可以通過這個公式計(jì)算出來。這個公式怎么得出的不是我們現(xiàn)在關(guān)注的對象，是由MOSFET本身的材料性質(zhì)決定的。

而MOSFET的放大作用和做電流源的作用就由這個公式?jīng)Q定。

當(dāng)Vgs以相當(dāng)步長加減時我們可以看到Ids出現(xiàn)了指數(shù)級別的變化，由此產(chǎn)生了放大的作用，我們只用控制Vgs的值和Vds的值就可以控制MOSFET的放大作用。

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